Расчет швеллера на изгиб онлайн: Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор).

Содержание

Расчет швеллера на прогиб. Подробная инструкция. ⋆ Ремонт

Строительство трудно себе представить без применения швеллера. Он очень популярен при строении дома, может использоваться в качестве балок перекрытия, перемычек и других видов строительства. Швеллер является распространенным металлопрокатом из всех других доступных.

Важно помнить, что в строительстве следует четко все просчитать и поэтому бездумно покупать и устанавливать швеллер не нужно. Для этого мы и рассмотрим как рассчитать швеллер, для того чтобы избежать непредвиденных ситуаций. Сам расчет производится в специальном калькуляторе по типам и по номеру.
Рассмотрим каждый такой тип, а также приведем пример и узнаем, что он означает:


Тип 1 является балка однопролетная шарнирно-опертая с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером первого типа будет балка с перекрытием между этажами.
Тип 2 является балка консольная с жесткой заделкой и распределенной равномерно нагрузкой. Примером второго типа это козырек, который был выполнен с помощью сварки двух швеллеров с одной стороны к стене и был заполнен пространством ввиде железобетона.

Тип 3 является балка шарнирно-опертая, которая держится с консолью на двух опорах с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером третьего типа будет балка, которая перекрывает балконную плиту наружной стеной.
Тип 4 является балка однопролетная шарнирно-опертая, сосредоточенная одной силой. Примером четвертого типа будет перемычка, на которую опирается всего лишь одна балка перекрытия.
Тип 5 является балка шарнирно-опертая, сосредоточенная двумя силами. Примером пятого типа будет перемычка, на которую могут опираться около двух балок перекрытия.
Тип 6 является балка консольная, сосредоточенная одной силой. Примером шестого типа будет козырек или еще называется парад фантазий, работает по принципу второго типа, только кирпичная стенка находится там, где швеллеры, между которыми располагается металлический лист.  

Калькулятор расчета швеллера 

Калькулятор очень удобен тем, что вы в режиме онлайн можете производить расчеты швеллера. Подбирать необходимые вам размеры и устанавливать количество швеллеров, которые будут соответствовать определенным стандартам и ГОСТам.

А также сможете узнать массу швеллера, его длину, у вас получатся в результате с левой стороны исходные данные, а справа калькулятор покажет результат по прогибу. По графику вы четко увидите по осям расположение швеллера и какова будет нагрузка выдержки по этим осям, что является наглядным примером дальнейшей работы.

В исходные данные расчетного калькулятора входит: 
— длина пролета обозначает L
— нормативная нагрузка измеряется в кг/м 
— Fmax
— количество швеллеров минимум один
— расположение по осям (Х или У) 
— расчетное сопротивление R
— размер швеллера ( с уклоном полок, с параллельными гранями, экономичные, специальные, легкой серии).
Результат расчета изгиба швеллера в калькулятор:
с параллельными гранями:

— Wтреб и Fmax
— расчет по прочности (Fбалки и запас)
— расчет по прогибу (Fбалки и запас)
С уклонном полок:
— расчет по прочности (Fбалки и запас)
И также само просчитываются и другие виды балок.

Выводы по работе со швеллером

Можно сделать выводы, что применение швеллера в строительстве набирает обороты и современные технологии позволяют в режиме онлайн прорабатывать всевозможные варианты строительства.

Такой калькулятор вы с легкостью найдете в интернете, предлагается множество различных вариантов и видов калькуляторов. Следует выбирать тот калькулятор, который на ваш взгляд будет самым точным с достоверными результатами.

Рассчитать шаг швеллера межэтажного перекрытия. Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор)

Обеспечивает устойчивость не только надёжным фундаментом, но и системой прочных перекрытий. Они необходимы также в любом для того, чтобы под ним оборудовать подвал или гараж, а над ним возвести крышу. Перекрывающие конструкции занимают до 20 и более процентов всех расходов на строительство. Поэтому их монтаж – дело очень серьёзное и ответственное.

Монтаж межэтажных перекрытий в доме из бруса

  • Межэтажные;
  • Цокольные;
  • Подвальные.

Наибольшая нагрузка в доме выпадает на подвал и цоколь. Их горизонтальные перегородки должны выдерживать вес предметов кухонного оборудования, а также тяжесть внутренних стен, разделяющих первый этаж на прихожую, столовую.

Схема для обустройства бетонных межэтажных перекрытий

К тому же они вместе с фундаментом должны обеспечивать устойчивую жёсткость корпуса из любого материала: дерева, кирпича, газобетона. У некоторых возвышается над уровнем земли. Если он отапливаемый, то перекрывающая его конструкция практически ничем не отличается от межэтажных устройств.

У горизонтальной перегородки, призванной разделять этажи, нагрузка сравнительно небольшая: собственный вес, мебель, жильцы. Важно, чтобы для комфортного проживания она имела хорошую звукоизоляцию. или эта проблема не такая уж острая. Для них важным является влогоизоляция и утепление.

Виды перекрытий по материалу

  • Деревянные;
  • Железобетонные;
  • Металлические.

Однако в некоторых случаях при строительстве дома можно обойтись без них, потому что по конструктивному устройству используются следующие виды перекрытий:


Одни перекрывающие системы держатся на горизонтальных балках. Для монтажа других балок они не требуются, достаточно плит нужных размеров, заказанных на заводе. Укладываются в доме с использованием грузоподъёмной техники. А монолитные перекрытия заливаются прямо на стройплощадке. Сборно-монолитные устройства между этажами – это сочетание балочных опор и бетонного монолита.

Кессонные горизонтальные конструкции используются обычно для обустройства потолка. На нижней их стороне имеются рёбра, составляющие прямоугольники, в совокупности напоминают поверхность вафли. В частном домостроении используются очень редко. А шатровое перекрытие – это плоская плита, окаймлённая рёбрами. Обычно её одной достаточно для потолка всей комнаты, под размер которой она изготавливается.


Арочные устройства необходимы тогда, когда требуется перекрыть фигурные пролёты домов. В частных одно и двухэтажных домах используются плиты газобетона. Перекрывающая конструкция из него обладает очень хорошей звукоизоляцией, долго сохраняет тепло, поэтому в межэтажных перегородках дополнительное утепление может быть лишним. Материал лёгкий, без запаха, от него не исходят какие-либо испарения или вредные вещества.

Огнестойкость его также очень высокая. Но ему нужна эффективная гидроизоляция, так как он хорошо впитывает влагу окружающей среды.

В строительной практике используются перегородки со смешением различных материалов. Деревянные балки, чтобы повысить прочность, усиливают металлом. У монолитных конструкций применяется разнообразная не съёмная опалубка. Иногда их основная часть – это пустотелые бетонные панели, а потолок полукруглого эркера – плиты газобетона, которым легко придать любую форму и толщину при помощи ручной пилы.

Вариант конструкции перекрытия из газобетонных блоков

Такое разнообразие материалов расширяет архитектурные возможности перекрывающих устройств, их звукоизоляцию и утепление.

Требования к перекрытиям

Ко всем межэтажным устройствам предъявляются общие требования:

  1. Прочность – способность выдержать вес всех элементов здания.
  2. Жёсткость, позволяющая не прогибаться под тяжестью собственного веса, тяжёлых вещей на этаже.
  3. Эффективная теплоизоляция и звукоизоляция перекрытий.
  4. Огнестойкость, которая характеризуется устойчивостью к огню в течение некоторого времени.
  5. Срок эксплуатации, соответствующий примерно времени использования всего здания.

Балки из дерева

В строительстве загородных домов имеют широкое распространение лиственничные или сосновые цельные балки. Применяются для монтажа перекрытий шириной в 5 м. А для больших пролётов используются клеёные, прочность которых значительно выше.

Монтаж перекрытий из деревянных балок

Оцилиндрованный брус – замечательный стройматериал для перекрытий. Его укладывают северной стороной книзу, определив её на торце по плотности годичных колец в деревянном бревне. На Руси издавна строили избы более прочным боком кругляка наружу.

Высокой прочностью обладает деревянный двутавр. Его профиль – буква «Н», склеенная в заводских условиях из трёх деталей. Некоторые умельцы собирают его в домашней мастерской или на даче. Межэтажные перегородки с их использованием обеспечивают эффективное утепление и замечательную звукоизоляцию.

Схема конструкции деревянных перекрытий из бревен

Очень удобны не только для подшивки потолка, укладки изолирующих материалов и настила чернового пола, но и для монтажа всех коммуникаций. Ниши в двутавре будто специально предназначены для скрытой прокладки труб водопровода, газопровода и электропроводов.

Используются балки из дерева практически в любом малоэтажном жилище: деревянном, блочном. Но больше всего они подходят строениям из блоков газобетона. Этот материал пористый, по прочности уступает всем другим и не выдерживает точечной нагрузки несущих балок. Поскольку древесина нетяжёлая, её вес вполне выдерживают газоблочные стены. Монтаж перекрывающей конструкции возможен без привлечения сложных технических средств. А обойдётся она застройщику сравнительно недорого.

Укладка деревянных балок

Строители знают о недостатках дерева и стараются свести их к минимуму. Перед монтажом перекрытия все деревянные детали обрабатывают антисептиками, предотвращающими гниение, повреждения насекомыми. Места соприкосновения балок из бруса с кирпичом, бетонными плитами и блоками газобетона изолируют различными материалами.

А чтобы повысить пожарную безопасность, древесину подвергают обработке растворами, не позволяющими ей вспыхнуть сразу же при появлении открытого огня.

Монтаж межэтажных конструкций начинают с заранее подготовленных несущих балок. Они укладываются параллельно короткой стене жилища. Шаг укладки зависит от ширины пролёта, но в среднем он равняется 1 м. Дальше потребуются несложные материалы, обеспечивающие утепление, а также не обойтись без следующих инструментов:

Процесс укладки деревянного перекрытия из балок и досок

  • пилы;
  • молотка;
  • монтажного ножа;
  • рулетки;
  • строительного степлера.

Балки укрепляют анкерами в нишах кирпичной стены. Но перед закладкой делают косой срез на торцах бруса и пропитывают его антисептиком. Область соприкосновения древесины с кирпичом просмаливают, оборачивают рубероидом. Концы опор в нишах должны закрываться наглухо. Щели можно ликвидировать монтажной пеной.

Затем на несущие балки укладывают лаги для пола, а под них, чтобы уменьшить колебание конструкции, кладут резиновые прокладки. Снизу выполняют подшивку для потолка. Чердачным и подвальным перекрывающим устройствам необходимо утепление. Межэтажным перегородкам без него можно обойтись, но хорошая звукоизоляция обязательна.

Для междуэтажных или чердачных перекрытий использовать экономически не выгодно. Например, когда пролет слишком большой и поэтому для его перекрытия требуются деревянные балки большого сечения. Или когда у Вас есть хороший знакомый, который торгует не пиломатериалом, а металлопрокатом.

В любом случае не лишним будет знать во сколько может обойтись перекрытие, если использовать металлические балки, а не деревянные. И в этом Вам поможет данный калькулятор. С его помощью можно рассчитать требуемые момент сопротивления и момент инерции, которые для подбора металлических балок для перекрытия по сортаментам из условия прочности и прогиба .

Рассчитывается балка перекрытия на изгиб как однопролетная шарнирно-опертая балка.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Условия эксплуатации:

Длина пролета (L) — расстояние между двумя внутренними гранями стен. Другими словами, пролет, который перекрывают рассчитываемые балки.

Шаг балок (Р) — шаг по центру балок, через который они укладываются.

Вид перекрытия — в случае, если на последнем этаже Вы жить не будете, и он не будет сильно захламляться милыми Вашему сердцу вещами, то выбирается «Чердачное» , в остальных случаях — «Междуэтажное» .

Длина стены (Х) — длина стены, на которую опираются балки.

Характеристики балки:

Длина балки (А) — самый большой размер балки.

Вес 1 п.м . — данный параметр используется как бы во втором этапе (после того, как Вы уже подобрали нужную балку).

Расчетное сопротивление R y — данный параметр зависит от марки стали. Например, если марка стали:

  • С235 — Ry = 230 МПа;
  • С255 — Ry = 250 МПа;
  • С345 — Ry = 335 МПа;

Но обычно в расчете используется Ry = 210 МПа для того, чтобы обезопасить себя от разного рода «форс-мажерных» ситуаций. Все-таки в России живем — привезут металлопрокат из стали не той марки и все…

Модуль упругости Е — этот параметр зависит от вида металла. Для самых распространенных его значение равно:

  • сталь — Е = 200 000 МПа;
  • алюминий — Е = 70 000 МПа.

Значения нормативной и расчетной нагрузок указываются после их сбора на перекрытие .

Цена за 1 т — стоимость 1 тонны металлопроката.

Результат

Расчет по прочности:

W треб — требуемый момент сопротивления профиля. Находится по сортаменту (есть ГОСТах на профили). Направление (х-х, y-y) выбирается в зависимости от того, как будет лежать балка. Например, для швеллера и двутавра, если Вы хотите их поставить (т.е. больший размер направлен вверх — [ и Ι ), нужно выбирать «x-x».

Расчет по прогибу:

J треб — минимально допустимый момент инерции. Выбирается по тем же сортаментам и по тем же принципам, что и W треб.

Другие параметры:

Количество балок — общее количество балок, которое получается при укладки их по стене X с шагом P .

Общая масса — вес всех балок длиной А .

Стоимость — затраты на покупку металлических балок перекрытия.

Как правильно выбрать швеллер для перекрытий, зная расчеты его на изгиб

При строительстве жилого дома, гаража, летних домиков на дачном участке, прочих зданий и сооружений каждый сталкивается с необходимостью правильного расчета и монтажа перекрытия. Перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, находящуюся внутри здания, которая делит его на смежные помещения по вертикали (этажи, чердак и т.п.). Кроме того, данная конструкция является несущей, потому как она воспринимает все нагрузки, приходящие от мебели, людей, оборудования и самого перекрытия и передает их либо на стены, либо на колонны (зависит от типа сооружения).

Виды перекрытий и швеллер для перекрытия от APEX metal

По назначению перекрытия можно разделить на: цокольные, межэтажные и чердачные. Первые отделяют первый этаж здания от цокольного этажа или подвала. Из названия второго вида следует, что они направлены на разделение между собой этажей здания. Последние отделяют чердачное помещение от жилого здания.

В зависимости от конструктивных особенностей перекрытия их можно разделить на плитные и балочные. Плиточные перекрытия чаще всего монтируют в крупногабаритных каменных домах с использованием железобетонных плит. Балочные перекрытия чаще всего используются при строительстве малоэтажных жилых домов. Для их монтажа могут применяться металлические или деревянные балки, и материал наполнитель.

Рассмотрим более подробно конструкции из швеллера для перекрытия в качестве несущей основы. Именно они воспринимают всю нагрузку, приходящуюся на полы второго этажа. Если для монтажа перекрытия используется П-образный прокат, то необходимо учесть следующие моменты:

  • во-первых, его необходимо укладывать вертикально, так как момент сопротивления сечения в это направлении в несколько раз превышает значение момента в противоположном;
  • во-вторых, схема их укладки следующая – от середины перекрытия профиль должен быть развернут в противоположном направлении, так как центр тяжести швеллера не принадлежит его стенке.

Следовательно, такая схема укладки необходима для компенсации тангенциальных напряжений. Следует помнить, что швеллеры для перекрытия подвержены изгибным напряжениям.

Расчет на изгиб швеллера от APEX metal, используемого для перекрытий

Произведем расчет швеллера для перекрытия исходя из следующих условий. Имеется помещение, размером 6х8 м. Шаг хлыстов швеллера перекрытия составляет р=2 м. Логично предположить, что швеллер следует укладывать вдоль короткой стены, что позволит снизить максимальный изгибающий момент, действующий на него. Нормативная нагрузка на один квадратный метр составит 540 кг/м2, а расчетная – 624 кг/м2 (согласно СНиП, учитывая коэффициенты надежности для каждой составляющей нагрузки). Пусть швеллер перекрытия с каждой стороны опирается на стену длиной 150 мм. Тогда рабочая длина швеллера будет составлять:

Нагрузка на один погонный метр швеллера составит (нормативная и расчетная соответственно):

  • qн=540∙р=540∙2=1080 кг/м=10,8 кН
  • qр=540∙р=624∙2=1248 кг/м=12,48 кН

Максимальный момент в сечении швеллера будет равен (для нормативной и расчетной нагрузки):

  • Мн= qн∙L2/8=10,8∙6,22/8=51,9 кН∙м
  • Мр= qр∙L2/8=12,48∙6,22/8=60 кН∙м

Определим необходимый момент сопротивления сечения по выражению:

Ry=240 МПа – сопротивление стали С245, расчетное
γ=1 – коэффициент условий работы

Расчет на изгиб швеллера – подбор сечения и проверка на жесткость

По справочнику (ГОСТ) подбираем профиль швеллера, который имеет момент сопротивления больше расчетного. В данном случае подходит швеллер 27П, Wx=310 см3, Ix=4180 см4. Далее необходимо осуществить проверку на прочность и жесткость на изгиб швеллера (прогиб хлыста).

Проверка на прочность:

  • σ=Мр/(γ∙Wx)∙1000=60∙1000/(1∙310)=193 Мпа

Проверка на жесткость, изгиб швеллера где относительный прогиб f/L должен быть менее 1/150 и определяется по выражению:

Условие жесткости обеспечивается. Следовательно, данный швеллер можно использовать для перекрытия по описанной схеме. Уменьшить номер швеллера можно, если хлысты укладывать с меньшим шагом.

http://apex-metal.ru

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:

1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Самые востребованные размеры швеллеров

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

Благодаря высоким эксплуатационным качествам, «двадцатка» часто применяется в конструкциях с высокими нагрузками — как динамическими, так и статическими.

Встречаются и нестандартные применения швеллеров. Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП — «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.

Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.

При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.

Иногда швеллеры используют еще в качестве направляющего грузоподъемного устройства, в том числе, как пандусы для колясок и тележек.

В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.

Сколько может весить швеллер

Номер швеллера Масса 1 метра в кг Метров в тонне
5 4,84 206,6
6,5 5,9 169,5
8 7,05 141,8
10 8,59 116,4
12 10,4 96,2
14 12,3 81,3
16 14,2 70,4
18 16,3 61,3
20 18,4 54,3
22 21 47,6
24 24 41,7
30 31,8 31,4

Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?

А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.

Что же можно узнать из маркировки?

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

Тот же швеллер, но только из стали 09Г2С повышенной точности прокатки получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89 , в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.

А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм — высота сечения изделия, 80 мм — ширина полок, а 6 мм — толщина полок и стенок)

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. «Козырек над подъездом». К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.

«Межэтажные перекрытия»Жестко закрепленные однопролетные балки, нагрузка на которые распределена равномерно. Обычно это балки перекрытий между этажами.

«Шарнирная балконная опора». Балки имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно, но они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

«Под две перемычки». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых действуют две сосредоточенные силы. Обычно это перемычки, на которые опирается другая пара балок-перекрытий.

«Под одну перемычку». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которые опирается одна балки другого перекрытия.

После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. (1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

При строительстве жилых зданий и прочих сооружений каждый сталкивается с необходимостью правильного расчета и монтажа перекрытия. Перекрытие представляет собой горизонтальную конструкцию, находящуюся внутри здания, которая делит его на смежные помещения по вертикали (этажи, чердак и т.п.). Кроме того, данная конструкция является несущей, так как она воспринимает все нагрузки, приходящие от мебели, людей, оборудования и самого перекрытия и передает их либо на стены, либо на колонны (зависит от типа сооружения).

Виды перекрытий

По назначению перекрытия можно разделить на:

  • цокольные — отделяют первый этаж здания от цокольного этажа или подвала
  • межэтажные — направлены на разделение между собой этажей здания
  • чердачные. Первые. Из названия второго вида следует, что они. Последние отделяют чердачное помещение от жилого здания.

В зависимости от конструктивных особенностей перекрытия их можно разделить на плиточные и балочные:

  • Плиточные перекрытия чаще всего монтируют в крупногабаритных каменных домах с использованием железобетонных плит.
  • Балочные перекрытия используются при строительстве малоэтажных жилых домов. Для их монтажа могут применяться металлические или деревянные балки.

Швеллер для перекрытий

Рассмотрим более подробно конструкции из швеллера для перекрытия в качестве несущей основы. Именно они воспринимают всю нагрузку, приходящуюся на полы второго этажа. Если для монтажа перекрытия используется П-образный прокат, то необходимо учесть следующие моменты:

  • швеллер необходимо укладывать вертикально, так как момент сопротивления сечения в это направлении в несколько раз превышает значение момента в противоположном
  • схема укладки следующая – от середины перекрытия профиль должен быть развернут в противоположном направлении, так как центр тяжести швеллера не принадлежит его стенке

Такая схема укладки необходима для компенсации тангенциальных напряжений. Следует помнить, что швеллеры для перекрытия подвержены изгибным напряжениям.

Расчет на изгиб швеллера для перекрытий

Произведем расчет швеллера для перекрытия исходя из следующих условий. Имеется помещение, размером 6х8 м. Шаг хлыстов швеллера перекрытия составляет р = 2 м. Логично предположить, что швеллер следует укладывать вдоль короткой стены, что позволит снизить максимальный изгибающий момент, действующий на него. Нормативная нагрузка на один квадратный метр составит 540 кг/м2, а расчетная – 624 кг/м2 (согласно СНиП, учитывая коэффициенты надежности для каждой составляющей нагрузки). Пусть швеллер перекрытия с каждой стороны опирается на стену длиной 150 мм. Тогда рабочая длина швеллера будет составлять:

  • L = l+2/3∙lоп∙2 = 6+2/3∙0,15∙2 = 6,2 м

Нагрузка на один погонный метр швеллера составит (нормативная и расчетная соответственно):

  • qн = 540∙р = 540∙2 = 1080 кг/м = 10,8 кН
  • qр = 540∙р = 624∙2 = 1248 кг/м = 12,48 кН

Максимальный момент в сечении швеллера будет равен (для нормативной и расчетной нагрузки):

  • Мн = qн∙L2/8 = 10,8∙6,22/8 = 51,9 кН∙м
  • Мр = qр∙L2/8 = 12,48∙6,22/8 = 60 кН∙м

Определим необходимый момент сопротивления сечения по выражению:

  • Wтр = Мр/(γ∙Ry)∙1000, где

Ry = 240 МПа – сопротивление стали С245, расчетное
γ = 1 – коэффициент условий работы

Тогда Wтр = 60/(1∙240)∙1000 = 250 см3

Подбор сечения и проверка на жесткость швеллера

По справочнику (см. ГОСТ 8240-97 или ГОСТ 8278-83) подбираем профиль швеллера, который имеет момент сопротивления больше расчетного. В данном случае подходит швеллер 27П, Wx = 310 см3, Ix = 4180 см4. Далее необходимо осуществить проверку на прочность и жесткость на изгиб швеллера (прогиб хлыста).

Проверка на прочность:

  • σ = Мр/(γ∙Wx)∙1000 = 60∙1000/(1∙310) = 193 Мпа

Проверка на жесткость, изгиб швеллера где относительный прогиб f/L должен быть менее 1/150 и определяется по выражению:

  • f/L = Мн∙L/(10∙Е∙Ix) = 60∙103∙620/(10∙2,1∙105∙4180) = 1/236

Условие жесткости обеспечивается. Следовательно, данный швеллер можно использовать для перекрытия по описанной схеме. Уменьшить номер швеллера можно, если хлысты укладывать с меньшим шагом.

Главная » Стройматериалы » Рассчитать шаг швеллера межэтажного перекрытия. Расчёт металлической балки онлайн (калькулятор)

какие нужны данные, способы расчета, калькулятор


Виды нагрузок


Нагрузка на балку бывает 3 видов.

  • Постоянная – это масса самой детали, а также конструкций, на которые она опирается.
  • Временная – возникает под действием какого-либо фактора. Различают нагрузки длительные, наподобие веса перегородок, массы накапливаемой во время дождя воды, и кратковременные – вес передвигающихся людей, давление ветра, снега.
  • Особая – появляется при нестандартных обстоятельствах, например, из-за землетрясений, деформации фундамента.

Нагрузки на швеллер вычисляют самостоятельно по формулам из справочника либо пользуются онлайн-калькулятором. В сложных случаях нужно обращаться к специалисту.

Какую нагрузку выдерживает швеллер 10

Швеллер считается самым распространенным изделием металлопроката. Это металлическая заготовка в виде балки, которая имеет форму буквы «П». К основным полезным функциям швеллера относят увеличение устойчивости и жесткости разных сооружений, что позволяет последним выдерживать высокие нагрузки.

Изделие изготавливается методом горячей деформации металла на прокатном стане без применения впоследствии дополнительной термической обработки. Все нормы выпуска швеллера 10П указаны в нормах стандарта ГОСТа 8240-97.

Швеллер 10 технические характеристики

В каждом стандарте по ГОСТу указаны технические характеристики швеллера 10П в зависимости от вида и способа его изготовления. Но к основным можно отнести ширину и длину заготовки.

Стандартная длина швеллера 10 варьируется в пределах от 4м до 12м, но встречаются и нестандартные размеры длиною в 13м. В таком случае предприятия металлопроката изготавливают изделие на заказ. После длины проката указывается его маркировка — индекс «П», что означает наличие параллельных граней в металлическом изделии. Ширина швеллера между полками указывает на его номер в сортаменте.

При выпуске изделия применяют обычную сталь марок ПС 3 или СП 3, низколегированную — 09г2с, которая увеличивает прочность и надежность заготовки, так как сталь содержит в себе сплав марганца. Обычно отличить заготовку горячего проката от холодного можно по внешнему виду: горячекатаный швеллер имеет слегка округленный внешний угол. Масса одного метра изделия — 8.59кг.

Какую нагрузку может выдержать 10 швеллер

Благодаря своим техническим характеристикам и конструкции изделие способно выдерживать осевые нагрузки и весьма устойчиво к нагрузкам на изгиб. Небольшая толщина швеллера служит, как правило, для возведения перекрытий на небольшом плече, создании перекидных сооружений средней длины.

С помощью швеллеров делают опоры для высоковольтных линий электропередач, краны, нефтяные вышки и прочие конструкции. Также часто подобные образцы находят применение в станкостроении, машиностроении и вагоностроении.

Большому распространению в промышленном производстве швеллера 10П поспособствовали его высокие характеристики прочности и надежности, а также доступная цена.

Швеллеры бывают разного размера и поэтому для каждого вида работ необходимо подбирать специальный металлопрокат. А для этого нужно знать на какую нагрузку его можно рассчитывать. Расчет нагрузки швеллера производится из того какой вид балки, и куда идет нагрузка. Удобней сделать расчет, представляя схему балки.

Характеристики швеллеров


Главная задача изделия как армирующей или несущей конструкции – восприятие механической нагрузки. Величина эта зависит от самой детали – толщины, размеров, сорта стали – и внешних параметров – конструкции, предполагаемых нагрузок.

Чтобы выполнить расчет швеллера на прочность, нужно учесть следующие характеристики:

  • нормативная нагрузка, допустимая для изделия данного типа – указывается в документации или в справочнике;
  • тип – важно учесть конфигурацию полок, продольное и поперечное сечение, поэтому формулы расчета для равнополочного или разнополочного профиля отличаются;
  • длина изделия;
  • число деталей, которые придется укладывать друг с другом, чтобы создать единую конструкцию;
  • типоразмер с максимальным вертикальным прогибом.

Тип стали и габариты балки связаны с показателем нормативного давления. Допустимая нагрузка на швеллер указывается в таблицах.

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

-Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

-Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента.

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. ( 1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

Максимально допустимый прогиб: важнейшая характеристика швеллера

При выборе конструктивного материала и допуске его к использованию в строительстве используются различные расчётные данные: минимальный момент сопротивления, изгибающий момент, нормальное напряжение и т.д.

Однако, самой важной характеристикой является максимально допустимый прогиб. Вычисляется он следующим образом: коэффициент 5/384 умножается на дробь. В числителе дроби находится произведение расчётной нагрузки на ¼ длины пролёта швеллера. В знаменателе – произведение момента инерции на показатель продольной упругости материала, из которого изготовлен швеллер (его модуль).

Полученные результаты являются исчерпывающим расчётом, позволяющим выяснить, действительно ли подходит швеллер для использования в той или иной части конструкции.

Как рассчитать швеллер на прогиб и изгиб

Расчет швеллера на прогиб – необходимый элемент при проектировании здания или другого объекта, в составе которого используется балка. Вычисления производят самостоятельно или с помощью специальных онлайн-калькуляторов.

Вручную расчеты выполняются следующим образом. Допустим, используется профиль 10П, сделанный из стали 09Г2С. Он имеет шарнирное крепление. Длина его 10 м. В справочнике находят еще несколько необходимых показателей: предел текучести для указанного сорта стали – 345 МПа, момент сопротивления по осям X и Y – 34,9 и 7,37 соответственно.

Максимальная нагрузка на изгиб при шарнирном закреплении появляется посредине балки и вычисления по формуле: M=W*Ryh.

Вычисляют допустимый момент для 2 вариантов:

  • стенка расположена вертикально – 34,9*345=12040,5 H*m;
  • стенка горизонтальна – 7,37*345=2542,65 H*m.

Вычислив момент, определяют допустимую нагрузку на швеллер:

  • g1=8*12040,5/102=-96,3 кгс/м;
  • g2=8*2542,65/102=20,3 кгс/м.

Для данного случая очевидно, что несущая способность у балки, расположенной вертикально, в 5 раз лучше, чем у профиля, установленного горизонтально.

Расчетные схемы

Схема укладки швеллера влияет на формулу расчета. По способу распределения давления и типу крепления различают 5 вариантов.

  • Однопролетная с шарнирным опиранием – например, профиль, установленный на стены для межэтажного перекрытия. Нагрузка в этом случае равномерно распределена.
  • Консольная – балка жестко закреплена одним концом, второй не опирается. Нагрузка равномерно распределена. Вариант применяют при обустройстве козырька из двух элементов.
  • Шарнирно-опертая – более сложной конфигурации. Балка устанавливается на 2 опоры и консоль. Так монтирует балконы, например.
  • Однопролетная с шарнирным опиранием, но с давлением, оказываемой двумя конструкциями. Примером служит швеллер, на который опирают 2 балки.
  • Однопролетная, устанавливаемая на 2 основания и на которую опирается еще одна балка.
  • Консольная, сосредоточенная одной силой.

Валера

Голос строительного гуру

Задать вопрос

При одинаковых размерах профиля, но при разном способе опирания профиль будет выдерживать разную нагрузку. Так что учитывать это нужно даже при строительстве козырька над гаражом.

Исходные данные


Расчет допустимой нагрузки на швеллер проще рассчитать, используя онлайн-калькуляторы. Чтобы получить результат, необходимо указать нужные данные. Список включает:

  • тип расчетной схемы;
  • длину пролета в метрах;
  • нормативную нагрузку – данные о ней получают из соответствующего ГОСТа;
  • расчетную нагрузку, то есть ту, что как предполагается, создает конструкция;
  • количество изделий, необходимых для перекрытия, козырька, балкона;
  • расположение – вертикальное или горизонтальное;
  • расчетное сопротивление – зависит от марки стали;
  • тип используемого профиля – указывается вид балки, серия – П, У, Э, и толщину стенки.

Достаточно ввести цифры в соответствующие окошки, чтобы получить необходимую величину.

Анализ результата

Калькулятор выдает итог в виде определенных показателей.

  1. Вес балки – точнее 1 погонного метра изделия. Он позволяет оценить вес будущей балки и учесть нагрузку, которую он создает на стену и фундамент.
  2. Момент сопротивления швеллера – необходимый для обеспечения стабильности конструкции.
  3. Максимальный прогиб, допустимый для швеллера, перекрывающего пролет.
  4. Расчет по прочности указывает момент сопротивления изделия, которое решили использовать. Здесь же указывается главный определяющий параметр – запас, то есть, показатель, указывающий, насколько момент сопротивления выбранного профиля больше или меньше расчетного. Если в результате вычислений появляется значение со знаком «+», швеллер можно использовать, если со знаком «-» – балка не подходит.
  5. Расчет по прогибу показывает собственно величину прогиба, которая возникает у швеллера под влиянием нормативной нагрузки. Запас определяет, насколько устойчивость профиля превосходит или не дотягивает до предельных.

Каркас в бетонных конструкциях требуется для упрочнения сооружения. Но эту роль он выполняет, только если правильно рассчитана оказываемая нагрузка и верно подобран швеллер, удерживающий эту нагрузку.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:


1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Самые востребованные размеры швеллеров

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8

применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10

широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Какую нагрузку выдерживает швеллер | СМЦ «Петровское»…

В наши дни, когда промышленность и строительство стремительно развиваются, металлопрокат считается крайне востребованным среди предприятий различного масштаба. Швеллер (10, 16, 20 или др.) – одна из наиболее популярных его разновидностей, которая используется для многих целей:

  • строительства зданий;
  • сооружения мостов;
  • автомобильного производства, авиа- и кораблестроений;
  • усиления фундаментов и несущих конструкций;
  • декорирования интерьера и изготовления мебели.

Если для осуществления вашей деятельности необходимо приобрести швеллеры – не торопитесь покупать их в первом попавшемся пункте продажи. Сервисный металлоцентр «Петровское» изготавливает швеллеры, которые полностью соответствуют установленным требованиям ГОСТ. Несмотря на высокое качество швеллеров, которые мы изготавливаем, их стоимость – одна из самых доступных в Киеве и Киевской области. На каждом из складов нашей компании соблюдаются все условия, необходимые для того, чтобы изделия из металла сохраняли свои качества на протяжении всего срока хранения и дальнейшей эксплуатации.

Что представляет собой швеллер 12

В зависимости от того, какими размерами и характеристиками обладает швеллер, может изменяться его несущая способность. На нашем сайте можно заказать швеллер 12 и другие разновидности металлопрофиля. Какими бы не были характеристики швеллера, его основная задача – восприятие и распределение механических нагрузок в различных конструкциях. Стоит помнить, что изделие прогибается под нагрузкой практически в каждом случае.

Небольшой изгиб считается нормальным состоянием каждого швеллера, однако в некоторых случаях степень изгиба может превышать допустимую норму. При критическом изгибе швеллер быстро деформируется, разрушается и прекращает выполнять свою основную функцию. Это может негативно сказаться на прочности и эксплуатационном сроке строения. Поэтому при покупке швеллера стоит обратить внимание на:

  • прочность;
  • несущую способность детали;
  • минимальный момент сопротивления;
  • изгибающий момент;
  • допустимое напряжение.

Максимально допустимый изгиб – наиболее важный показатель, который влияет не только на надежность швеллера, но и на строение в целом. На этот показатель влияет несколько факторов, наиболее важным среди которых является геометрический размер. Он часто указывается в маркировке швеллера и указывается в цифровом обозначении (швеллер 16, швеллер 13 или швеллер 18). Для определения его несущей способности используется специальная формула, и для исчисления необходимо знать также:

  • нормативную нагрузку, которая будет приходиться на изделие;
  • конфигурацию полок швеллера, его тип и назначение;
  • длину пролета детали;
  • количество швеллеров, которые укладываются рядом;
  • модуль упругости материала, из которого изготовлена деталь;
  • типоразмер, его предельный вертикальный прогиб.

Существуют онлайн-калькуляторы, с помощью которых можно вычислить те или иные параметры швеллеров. Однако сделать это можно самостоятельно с помощью специальной формулы. Полученный показатель дает возможность точно понять, насколько швеллер соответствует характеристикам конструкции.

Какую нагрузку выдерживает швеллер: проводим расчеты

  • Чтобы рассчитать максимально допустимый прогиб швеллера, достаточно умножить коэффициент 5/384 умножить на дробь. В числителе дроби при этом указывается произведение расчетное нагрузки на 0.25 длины пролета изделия. В знаменателе дроби нужно указать произведение момента инерции на показатель продольной упругости материала, из которого изделие изготовлено.
  • Если нужно рассчитать допустимую нагрузку, которую сможет выдержать швеллер 20, изготовленный из стали 09Г2С, необходимо точно определить длину балки и некоторые справочные данные. Их можно получить, обратившись к нормативам ГОСТ и СНиП. Также при расчетах стоит учесть, как расположена стенка швеллера – горизонтально или вертикально.
  • Вышеуказанных данных недостаточно при проектировании перекрытий и различных каркасов. Чтобы убедиться в том, что будущая конструкция будет максимально прочной – нужно произвести расчет швеллера на жесткость. При этом показатель прогиба не должен быть большим, нежели его допустимое значение. Для вычисления относительного прогиба нужно вычислить изгибающий момент, длину хлыста, степень упругости стали и момент инерции сечения швеллера.

Обратившись в наш сервисный металлоцентр, можно заказать металлошвеллеры с характеристиками, которые необходимы именно для вашего строительства. Мы предлагаем своим клиентам качественные толстостенные швеллеры от проверенных производителей. Большинство изделий, представленных у нас, отличаются нагрузочной способностью в несколько тонн. Напомним, это зависит от разновидности швеллера, типа стали, из которого он изготовлен и конструктивных особенностей профиля. Хотите узнать больше о нашей продукции или оформить заказ? Ждем ваших звонков по номерам, указанным на сайте.

Расчет балки (3 участка) на изгиб онлайн. (при наличии администратора на месте) Полный вариант работы (расчитываются все пункты) Перейти на страницу выбора балок…

Решение: Определим реакции опор.

Составим уравнения статики. Сумма момментов относительно опоры

Сумма момментов относительно опоры

Сделаем проверку расчетов

Сумма сил на ось Y равна 0

Построим эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Для этого определим поперечные силы и изгибающие моменты на участках

Подставляя числовые значения, получим

Подставляя числовые значения, получим

Подставляя числовые значения, получим

По условию прочности подбираем рациональный профиль из семи заданных ниже форм

Допустимое нормальное напряжение

Из условия прочности

тогда расчетный осевой момент сопротивления сечения балки

Определяем размеры наиболее распространенных балок

а) прямоугольник

д) треугольник

при вычислении напряжения в вершине треугольника

При требуемом моменте сопротивления

Номер швеллера —

момент сопротивления швеллера

момент инерции

число швеллеров —

Площадь одного швеллера

Номер двутавра

момент сопротивления двутавра

момент инерции двутавра

число двутавров

Площадь одного двутавра

Очевидно , что самое оптимальное сечение у

который имеет минимальное значение совокупной площади поперечного сечения

Оцениваем материалоемкость балок с подобранными сечениями, принимая площадь наимеьшего сечения за 100%

Для выбранной балки вычисляем максимальное рабочее напряжение

которое меньше допускаемого напряжения на

Наибольшие касательные напряжения возникают в точках нейтралльной линии опасного сечения балки, где

Предварительно по таблицам сортамента для

проверяем прочность балки по касательным напряжениям

Условие прочности балки по касательным напряжениям выполняется

Выбор опасного сечения.

В рассматриваемом примере опасным являестя сечение где действует момент

и действует поперечная сила

Построение эпюры нормальных напряжений в опасном сечении.

Нормальные напряжения в опасном сечении вычисляются по формуле

Поскольку в опасном сечении

, то слои, рапсположенные выше нейтральной линии, будут испытывать

ниже нейтральной линии —

Построение эпюры касательных напряжений в опасном сечении

Представим условно выбранную фигуру состоящей из трех прямоугольников: двух полок размером

— стенки размером

выбираемыми из таблицы сортамента в расчетных точках определяются по формуле Д.И. Журавского

Размеры профиля:

в дальнейших расчетах эти величины переводим в метры, чтобы исключить ошибку.

следовательно

касательное напряжение

нормальное напряжение

поскольку эпюра касательных напряжений симметрична оси х и эпюра нормальных напряжений имеет также симметрию (только знак меняется на противоположный), то расчет в точках K,L,M можно не выполнять.

Проверяем прочность балки по эквивалентным напряжениям

Наиболее опасными с точки зрения прочности по эквивалентным напряжениям являются точки F и K. Условие прочности для точки F по третьей теории прочности запишется

Составим универсальное уравнение углов поворота

Просьба вместо `z писать z

граничные условия

получим систему уравнений

тогда начальные параметры

Расчитываем прогибы и углы поворота балки

Допустимый прогиб

Максимальное значение прогиба

Как видно, условие жесткости выполняется

Расчет динамической нагрузки(удара) — пример решения задачи

Ниже приведено условие и решение задачи. Закачка решения в формате doc начнется автоматически через 10 секунд.

    На двутавровую балку с высоты H падает груз F.

    Требуется :

    1) Определить наибольшие нормальные напряжения в балке ;

    2) Вычислить наибольшие напряжения в балке при условии, что правая опора заменена пружиной, податливость которой (т.е. осадка от груза 1 кН) равна α ;

    3) Сравнить полученные результаты.

    Дано : номер двутавра 36 ; L=3 м ; F=11 кН ; α=3 мм/кН ; H=L/5 (высота падения не задана, поэтому принимаем самостоятельно).

                                                                       Решение.

    Балка подвергается поперечному (изгибающему) удару.

    Условие прочности балки :

                           

    Наибольшее напряжение в балки от статического действия груза :

                            

    где Mx – максимальный момент в сечении балки (определяется по эпюре) ; Wx – момент сопротивления сечения при изгибе, для двутавра № 36 : Wx=743 cм3 (определяется по таблицам сортамента прокатной стали).

    Построим эпюру изгибающих моментов. Определим реакции опор :

              ΣmC=-RAL+0.8FL=0  , откуда

              RA=0.8F=0.8×11=8.8 кН

              ΣmA=RCL-0.2FL=0  , откуда

              RC=0.2F=0.2×11=2.2 кН

    Балка имеет два участка. Обозначим zi расстояние от левого (правого) конца балки до некоторого её сечения. Найдём изгибающие моменты в характерных сечениях балки.

                        MA=0  ; MBл=0.2RAL=0.2×8.8×3=5.28 кН·м ; MBпр=0.8RCL=0.8×2.2×3=5.28 кН·м ; MC=0.

    Эпюра изгибающих моментов построена на рисунке, со стороны растянутых волокон.

    Тогда, при Mx=5.28 кН∙м (в сечении B) наибольшее напряжение в балке от статического действия груза :

                             =7.1×106 Па=7.1 МПа

    Для определения динамического коэффициента вычислим величину прогиба в точке приложения груза от статического действия его.

    Воспользуемся методом начальных параметров. Начало отсчёта абсциссы z примем на опоре A, где y0=0. В точке удара :

                              EJyB=

    Неизвестный начальный параметр ν0 найдём, составив уравнения для сечения С, где yC=0 :

                EJyC=

    Откуда :  ν0= 

    Тогда, при найденном выражении для ν0, получим :

                         EJyB=

                        EJyB=

    Откуда  yB==-9.5×10-5 м=-0.095 мм

    где Е=2×1011 Па – модуль упругости ; J=Jx=13380 см4 – момент инерции (по таблице сортамента прокатной стали).

    Находим динамический коэффициент :

                               kd==113.4

    Находим динамическое напряжение :

              МПа

    Находим прогиб от динамического действия груза F в точке удара :

               yd=kdyst=kdyB=113.4×0.095=10.8 мм.

    Вычислим наибольшее напряжение в балке при условии, что правая опора заменена пружиной.

    В случае опирания правого конца балки на пружину при действии на балку статической силы F пружина под влиянием опорной реакции RC=2.2 кН, укоротится на длину a=RCα=

=2.2×3=6.6 мм. Правый конец балки при этом опустится на величину a, а сечение B балки – на величину yBст=0.2a=0.2×6.6=1.32 мм.

    Полное вертикальное перемещение от статического действия силы F в сечении под силой (в сечении B) равно сумме величин прогиба, найденной при расчёте балки без пружины, и перемещения, вызванного сжатием пружины, т.е. :

                                    Δст=yB+yBст=0.095+1.32=1.415 мм.

    Находим динамический коэффициент :

                               kd==30.1

    Находим динамическое напряжение :

              МПа

    Находим прогиб от динамического действия груза F в точке удара :

               yd=kdyst=kdΔст=30.1×1.415=42.6 мм.

    Таким образом, установка пружины под правым концом балки уменьшила динамические напряжения в 805.14/213.71=3.8 раза.

 

 

Расчет кручения стержней | Онлайн калькулятор

Нагружение стержня, при котором из всех внутренних силовых факторов в его поперечных сечениях не равен нулю только момент, вектор которого направлен вдоль оси стержня, называется кручением. Стержни, работающие в таких условиях, называются валами.

При кручении цилиндрического вала, в его поперечных сечениях возникают только касательные напряжения, и это напряженное состояние называется «чистый сдвиг». При этом, поперечные сечения вала остаются плоскими и не меняют своего размера в радиальном направлении. Так же не меняются расстояния между поперечными сечениями, но при этом они поворачиваются друг относительно друга на некоторый угол φ.

В общем случае, максимальные касательные напряжения возникают у края поперечного сечения, за исключением наружных углов, в которых касательные напряжения равны нулю. Стержень не круглого поперечного сечения испытывает депланации — точки его сечения выходят из плоскости и перемещаются вдоль оси стержня в различных направлениях.

Онлайн расчеты, представленные в данном разделе, рассматривают кручение круглого вала сплошного сечения, кручение круглого вала с отверстием, выполненным с эксцентриситетом, треугольное, прямоугольное сечение, а так же кручение стержней стандартных сечений — уголка, двутавра и швеллера.

Расчет кручения вала круглого сечения

Расчет максимальных касательных напряжений и угла поворота при кручении вала сплошного круглого сечения.

Исходные данные:

D — наружный диаметр вала, в миллиметрах;

L — длина вала, в миллиметрах;

Т — крутящий момент на валу, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала вала, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ ВАЛА КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Угол поворота φ, град

Максимальное касательное напряжение:

τ = 2Т/π×r3;

Угол поворота:

φ = 2T×L / (π×r4 × G),где
G — модуль сдвига.


Расчет кручения вала круглого сечения с отверстием

Расчет максимальных касательных напряжений и угла поворота при кручении вала круглого сечения c отверстием.

Исходные данные:

D — наружный диаметр вала, в миллиметрах;

d — внутренний диаметр вала, в миллиметрах;

e — эксцентриситет отверстия, в миллиметрах;

L — длина вала, в миллиметрах;

Т — крутящий момент на валу, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала вала, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ ВАЛА С ОТВЕРСТИЕМ


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Угол поворота φ, град


Расчет кручения стержня прямоугольного сечения

Расчет максимальных касательных напряжений и угла поворота при кручении стержня прямоугольного сечения.

Исходные данные:

a — длина сечения стержня, в миллиметрах;

b — высота сечения стержня, в миллиметрах;

L — длина стержня, в миллиметрах;

Т — крутящий момент, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала стержня, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СТЕРЖНЯ


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Угол поворота φ, град


Расчет кручения стержня треугольного сечения

Расчет максимальных касательных напряжений и угла поворота при кручении стержня треугольного равнобедренного сечения.

Исходные данные:

a — длина основания сечения стержня, в миллиметрах;

b — длина боковой стороны сечения стержня, в миллиметрах;

L — длина стержня, в миллиметрах;

Т — крутящий момент, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала стержня, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ СТЕРЖНЯ ТРЕУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Угол поворота φ, град


Расчет кручения стержня прямоугольного сечения с тонкой стенкой

Расчет максимальных касательных напряжений (τ на стороне b иτ1 на стороне a) и угла поворота при кручении стержня прямоугольного сечения с тонкой стенкой.

Исходные данные:

a — длина сечения сечения стержня, в миллиметрах;

b — высота сечения стержня, в миллиметрах;

s — толщина стенки стержня на стороне b, в миллиметрах;

s1 — толщина стенки стержня на стороне a, в миллиметрах;

L — длина стержня, в миллиметрах;

Т — крутящий момент, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала стержня, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ ТОНКОСТЕННОГО ПРЯМОУГОЛЬНОГО СТЕРЖНЯ


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Максимальное касательное напряжение τ1, МПа

Угол поворота φ, град


Расчет кручения уголка

Расчет максимальных касательных напряжений и угла поворота при кручении уголка.
Стержни таких поперечных сечений как уголок, швеллер, двутавр никогда не предназначаются для передачи крутящего момента, но в некоторых случаях могут испытывать крутящие нагрузки вследствие особенностей общей геометрии конструкции.

Исходные данные:

a — высота уголка, в миллиметрах;

b — ширина уголка, в миллиметрах;

b, d — толщина полок уголка, в миллиметрах;

r — радиус закругления полок, в миллиметрах;

L — длина стержня, в миллиметрах;

Т — крутящий момент, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала стержня, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ УГОЛКА


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Угол поворота φ, град


Расчет кручения швеллера

Расчет максимальных касательных напряжений и угла поворота при кручении швеллера.

Исходные данные:

a — ширина швеллера, в миллиметрах;

с — высота швеллера, в миллиметрах;

b — толщина полки, в миллиметрах;

d — толщина стенки, в миллиметрах;

r — внутренний радиус закругления, в миллиметрах;

L — длина стержня, в миллиметрах;

Т — крутящий момент, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала стержня, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ ШВЕЛЛЕРА


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Угол поворота φ, град


Расчет кручения двутавра

Расчет максимальных касательных напряжений и угла поворота при кручении двутавра.

Исходные данные:

a — ширина двутавра, в миллиметрах;

с — высота двутавра, в миллиметрах;

b — толщина полки, в миллиметрах;

d — толщина стенки, в миллиметрах;

r — внутренний радиус закругления, в миллиметрах;

L — длина стержня, в миллиметрах;

Т — крутящий момент, в ньютонах × метр;

ν — коэффициент Пуассона;

Е — модуль упругости материала стержня, в паскалях.

КРУЧЕНИЕ ДВУТАВРА


Максимальное касательное напряжение τ, МПа

Угол поворота φ, град

©ООО»Кайтек», 2020. Любое использование либо копирование материалов или подборки материалов сайта, может осуществляться лишь с разрешения автора (правообладателя) и только при наличии ссылки на сайт www.caetec.ru

Свойства секции канала (U) | calcresource

Определения

Оглавление

Геометрия

U-образная секция (также называемая каналом) — довольно распространенная форма сечения, обычно используемая в стальных конструкциях. Однако U-образные поперечные сечения могут быть выполнены и из других материалов (например, из бетона, алюминия, пластика и т. Д.). На следующем рисунке показаны основные размеры U-образной секции, а также широко распространенные наименования ее компонентов. В частности, U-образное сечение определяется двумя фланцами и стенкой.2 \ right)

Мы достигли последнего уравнения, разобрав U-образное сечение на более простые компоненты (фланцы и стенку), а затем определив статический момент каждого из них по оси, выровненной по внешнему краю стенки. . Если вам нужно больше подробностей об этой технике, вы можете прочитать нашу статью о поиске центроида составных областей здесь.

Момент инерции

Момент инерции секции канала можно определить, если общую площадь разделить на три меньших, A, B, C, как показано на рисунке ниже.3} {12}

, где h высота канала, b ширина полок, t_f толщина полок и t_w толщина стенки. Обратите внимание, что нет необходимости применять теорему о параллельных осях для любой из двух прямоугольных областей (V и A + B + C + V), потому что их центроиды лежат над исследуемой осью x.

Момент инерции I_y секции канала вокруг центральной оси y лучше найти с применением теоремы о параллельных осях. Момент инерции I_ {y0} сечения канала вокруг нецентроидной оси y0 легко найти, если мы рассмотрим все сечение как сборку двух фланцев (области B и C на рисунке) и одной стенки. (область А).2

Почему полезен момент инерции

Момент инерции (второй момент или площадь) используется в теории балок для описания жесткости балки при изгибе. Изгибающий момент M, приложенный к поперечному сечению, связан с его моментом инерции следующим уравнением:

M = E \ times I \ times \ kappa

где E — модуль Юнга, свойство материала, и \ kappa кривизна балки из-за приложенной нагрузки. Следовательно, из предыдущего уравнения видно, что когда к поперечному сечению балки прилагается определенный изгибающий момент M, развиваемая кривизна обратно пропорциональна моменту инерции I.

Полярный момент инерции

Полярный момент инерции описывает жесткость поперечного сечения по отношению к крутящему моменту, аналогично описанные выше плоские моменты инерции связаны с изгибом при изгибе. Расчет полярного момента инерции I_z вокруг оси z (перпендикулярной сечению) можно выполнить с помощью теоремы о перпендикулярных осях:

I_z = I_x + I_y

, где I_ {x} и I_ {y} равны моменты инерции вокруг осей x и y, которые взаимно перпендикулярны оси z и пересекаются в общей точке начала координат.4.

Модуль упругости сечения

Модуль упругости сечения S_x любого сечения вокруг оси x (центроидный) описывает реакцию сечения при упругом изгибе при изгибе вокруг той же оси. Он определяется как:

S_x = \ frac {I_x} {Y}

, где I_ {x} — момент инерции сечения вокруг оси x, а Y — расстояние от центра тяжести данного сечения волокна ( параллельно оси). Обычно для этого расчета используется более удаленное волокно, что приводит к минимальному модулю упругости сечения.Если поперечное сечение симметрично относительно оси (например, U-образное сечение вокруг оси x) и его размер, перпендикулярный этой оси, равен h, то самое удаленное волокно находится на расстоянии Y = h / 2 от оси. Следовательно, последняя формула принимает следующий вид:

S_x = \ frac {2 I_x} {h}

Для модуля упругости S_y сечения вокруг оси y можно определить два значения: одно для левого волокна сечения (расстояние x_c от центра тяжести) и один для правых волокон, которые являются кончиками фланцев (на расстоянии b-x_c от центроида):

\ begin {split} & S_ {y, max} & = \ frac {I_y} {x_c} \\ & S_ {y, min} & = \ frac {I_y} {b-x_c} \ end {split}

, где обозначение max / min основано на предположении, что x_c \ lt b-x_c, что актуально для любого раздела канала.Обычно требуется только минимальный модуль упругости сечения (почему см. В следующем абзаце).

Если изгибающий момент M_x приложен к оси x, сечение будет реагировать нормальными напряжениями, линейно изменяющимися с расстоянием от нейтральной оси (которая в упругом режиме совпадает с центроидальной осью x-x). Вдоль нейтральной оси напряжения равны нулю. Абсолютный максимум \ sigma будет иметь место в самом удаленном волокне с величиной, определяемой формулой:

\ sigma = \ frac {M_x} {S_x}

Из последнего уравнения модуль упругости сечения можно рассматривать при изгибе при изгибе, a свойство, аналогичное поперечному сечению A, для осевой нагрузки.3.

Модуль упругости сечения при пластике

Модуль упругости сечения при пластике аналогичен модулю упругости, но определяется исходя из предположения о полной пластической текучести поперечного сечения из-за изгиба при изгибе. В этом случае вся секция делится на две части, одну на растяжение и одну на сжатие, каждая из которых находится под однородным полем напряжений. Для материалов с равными напряжениями текучести при растяжении и сжатии это приводит к разделению сечения на две равные области, A_t при растяжении и A_c при сжатии, разделенных нейтральной осью.Это результат уравновешивания внутренних сил в поперечном сечении при пластическом изгибе. Действительно, сжимающая сила, реализуемая по всей сжимаемой области, будет A_cf_y, если предположить, что пластические условия (то есть материал податился бы везде) и что предел текучести при сжатии равен f_y. Точно так же растягивающая сила будет A_t f_y, используя те же предположения. Обеспечение равновесия:

A_cf_y = A_t f_y \ Rightarrow

A_c = A_t

Ось называется пластиковой нейтральной осью , а для несимметричных секций не совпадает с упругой нейтральной осью (которая снова является центроидной один).Модуль упругости пластического сечения определяется по общей формуле:

Z = A_c Y_c + A_t Y_t

, где Y_c — расстояние от центра тяжести области сжатия A_c от нейтральной оси пластика, а Y_t — соответствующее расстояние от центра тяжести растяжения. площадь А_т.

Пластиковая нейтральная ось делит поперечное сечение на две равные части при условии, что материал имеет одинаковый предел текучести при растяжении и сжатии.

Вокруг оси x

В случае U-образного профиля существует симметрия относительно оси, параллельной фланцам.Другими словами, центральная ось x также является осью симметрии. В таком случае пластичная нейтральная ось, разделяющая всю площадь на две равные части, также должна быть центроидальной. Из-за симметрии это Y_c = Y_t, и применение последнего уравнения приводит к следующей формуле для модуля пластического сечения поперечного сечения канала при изгибе xx:

Z_x = 2 A_c Y_c

Определение центра тяжести сжатая область проста. Как показано на следующем рисунке, площадь сжатия считается эквивалентной разнице между большим прямоугольником с размерами b и h / 2 и меньшим (синего цвета).2} {4}

Вокруг оси Y

U-образная секция не имеет симметрии, вокруг оси, параллельной полотну. В этом случае пластиковая нейтральная ось не видна только при осмотре, и ее необходимо определить в первую очередь. Можно использовать свойство пластиковой нейтральной оси разделять все сечение на две равные части. В частности, для U-образного сечения получены следующие два уравнения для изгиба вокруг оси y:

\ left \ {\ begin {array} {ll} 2 (b-x_ {pna}) t_f = \ frac {A } {2} & \ text {, if} x_ {pna} \ ge t_w \\ x_ {pna} h = \ frac {A} {2} & \ text {, if} x_ {pna} \ lt t_w \\ \ end {array} \ right.

, что становится:

x_ {pna} = \ left \ {\ begin {array} {ll} b- \ frac {A} {4t_f} & \ text {, если:} t_w \ le {A \ over2 h } \\ \ frac {A} {2h} & \ text {, если:} t_w \ gt {A \ over2 h} \\ \ end {array} \ right.

где x_ \ textit {pna} — расстояние от нейтральной оси пластика до внешнего края полотна (левый край на рисунке). Первое уравнение справедливо, когда пластиковая нейтральная ось проходит через два фланца, а второе — когда проходит через стенку. Как правило, заранее невозможно узнать, какое уравнение имеет значение.2) — 4bt_f h_wt_w \ right) \ quad, t_w \ gt {A \ over2 h}

где: h_w = h-2t_f.

Радиус вращения

Радиус вращения R_g поперечного сечения относительно оси определяется по формуле:

R_g = \ sqrt {\ frac {I} {A}}

где I момент инерции поперечного сечения вокруг той же оси и А его площади. 2) — 4bt_f h_wt_w \ right) & \ quad, t_w \ gt {A \ over2 h} \ end {array} \ right.3} {3}

Связанные страницы

Понравилась эта страница? Поделись с друзьями!

Калькулятор свойств сечения канала C (C-образной балки)

Калькулятор свойств сечения С-образного сечения для балки с С-каналом с прямым участком (участок без конуса).

С-образный канал представляет собой конструкционную балку С-образной формы. поперечное сечение. Верхняя и нижняя пластины называются фланцами, а Вертикальная пластина, соединяющая фланцы, называется стенкой.Швеллеры из стали, алюминия и нержавеющей стали доступны и производятся. методы горячей прокатки и экструзии.


РЕЗУЛЬТАТЫ
Параметр Значение
Площадь поперечного сечения [A] мм ^ 2 см ^ 2 дюйма ^ 2 фута ^ 2
Масса [M] кг-фунт
Второй момент площади [I xx ] мм ^ 4 см ^ 4 дюйма ^ 4 фута ^ 4
Второй момент площади [I yy ]
Модуль упругости [S xx ] мм ^ 3 см ^ 3 дюйма ^ 3 фута ^ 3
Минимальный модуль упругости сечения [S yy ]
Радиус вращения [r x ] ммcmminchft
Радиус вращения [r y ]
Центроидное расстояние в направлении x [x c ] ммcmminchft
Расстояние от центра тяжести в направлении y [y c ]

Примечание: используйте точку «.»как десятичный разделитель.

Радиус вращения (Площадь): Расстояние от оси, на котором площадь тела можно считать сосредоточенной, а площадь второго момента этой конфигурации равна ко второму моменту площадь фактического тела относительно той же оси.

Второй момент площади: Способность поперечного сечения сопротивляться изгибу.

Модуль упругости сечения: Момент инерции площади поперечного сечения структурный элемент, деленный на расстояние от центра тяжести до самая дальняя точка участка; мера прочности на изгиб балки.

Компоновка и формовка (Часть вторая)

Изгиб U-образного канала

Чтобы понять процесс создания макета из листового металла, будут обсуждены этапы определения макета образца U-образного канала. [Рисунок 4-124] При использовании расчетов допуска на изгиб следующие шаги для определения общей развернутой длины могут быть рассчитаны с помощью формул, диаграмм или пакетов программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM). Этот канал состоит из 0.040-дюймовый алюминиевый сплав 2024-T3.

Рисунок 4-124. Пример U-образного канала.

Шаг 1. Определение правильного радиуса изгиба

Таблицы минимального радиуса изгиба можно найти в руководствах производителя по техническому обслуживанию. Слишком острый радиус приводит к растрескиванию материала в процессе гибки. Обычно на чертеже указывается радиус, который нужно использовать, но рекомендуется дважды проверить. Для этого примера компоновки используйте диаграмму минимального радиуса на рис. 4-125, чтобы выбрать правильный радиус изгиба для сплава, состояния и толщины металла.Для 0,040, 2024-T3 минимально допустимый радиус составляет 0,16 дюйма или 5/32 дюйма.

Рисунок 4-125. Минимальный радиус изгиба (из Руководства по проверке конструкции и ремонту самолетов Raytheon). [щелкните изображение, чтобы увеличить]

Шаг 2: Найдите обратную связь

Неудачу можно рассчитать по формуле или найти в диаграмме снижения, доступной в руководствах по техническому обслуживанию самолетов или в книгах по источникам, техническому обслуживанию и восстановлению (SMR) ). [Рисунок 4-126] Рисунок 4-126. График снижения.[щелкните изображение, чтобы увеличить] Использование формулы для расчета отступа

SB = отступ
K = K-фактор (K равен 1 для изгибов 90 °)
R = внутренний радиус изгиба
T = толщина материала

Поскольку все углы в этом примере равны 90 °, понижение рассчитывается следующим образом:

SB = K (R + T) = 0,2 дюйма

ПРИМЕЧАНИЕ: K = 1 для изгиба 90 °. Для других изгибов, кроме 90 °, используйте таблицу К-фактора.

Использование диаграммы отката для поиска отката

Диаграмма отката — это быстрый способ найти откат, который полезен для открытых и закрытых поворотов, поскольку нет необходимости вычислять или находить K-фактор.Для расчета задержки доступны несколько пакетов программного обеспечения и онлайн-калькуляторов. Эти программы часто используются с программами CAD / CAM. [Рис. 4-126]

  • Введите внизу таблицу в соответствующем масштабе с суммой радиуса и толщины материала.
  • Считайте до угла изгиба.
  • Найдите отступ по соответствующей шкале слева.

Пример:

  • Толщина материала 0,063 дюйма.
  • Угол изгиба 135 °.
  • R + T = 0,183 дюйма.

Найдите 0,183 внизу графика. Он находится в средней шкале.

  • Считывание до угла изгиба 135 °.
  • Найдите отступ в левой части графика в средней шкале (0,435 дюйма). [Рисунок 4-126]

Шаг 3: Найдите длину плоской линии Размер плоской линии можно найти по формуле:

Flat = MLD — SB
MLD = размер линии пресс-формы
SB = отступ

Плоскости или плоские части U-образного канала равны размеру линии формы за вычетом отступа для каждой из сторон и длины линии формы за вычетом двух отступов для центральной плоскости.Из центральной плоскости нужно вычесть два отступа, потому что эта квартира имеет изгиб с обеих сторон.

Плоский размер для U-образного канала рассчитывается следующим образом:

Плоский размер = MLD — SB
Плоский 1 = 1,00 дюйма — 0,2 дюйма = 0,8 дюйма
Плоский 2 = 2,00 дюйма — ( 2 × 0,2 дюйма) = 1,6 дюйма
Плоский 3 = 1,00 дюйма — 0,2 дюйма = 0,8 дюйма

Шаг 4: Найдите допуск на изгиб

При изгибе или складывании куска металла, необходимо рассчитать припуск на изгиб или длину материала, необходимого для изгиба.Допуск на изгиб зависит от четырех факторов: степени изгиба, радиуса изгиба, толщины металла и типа используемого металла.

Радиус изгиба обычно пропорционален толщине материала. Кроме того, чем острее радиус изгиба, тем меньше материала требуется для изгиба. Тип материала также важен. Если материал мягкий, его можно очень резко согнуть; но если он жесткий, то радиус изгиба больше, а припуск на изгиб больше. Степень изгиба влияет на общую длину металла, тогда как толщина влияет на радиус изгиба.

При изгибе металлической детали материал сжимается с внутренней стороны кривой и растягивается с внешней стороны кривой. Однако на некотором расстоянии между этими двумя крайностями лежит пространство, на которое не действует ни одна из сил. Это называется нейтральной линией или нейтральной осью и происходит на расстоянии примерно 0,445 толщины металла (0,445 × T) от внутренней части радиуса изгиба. [Рисунок 4-127] Рисунок 4-127. Нейтральная ось и напряжения в результате изгиба.

Длина этой нейтральной оси должна быть определена таким образом, чтобы можно было обеспечить достаточный материал для изгиба. Это называется допуском на изгиб. Это количество необходимо добавить к общей длине выкройки, чтобы обеспечить достаточный материал для сгиба. Для экономии времени при расчете припуска на изгиб были разработаны формулы и графики для различных углов, радиусов изгибов, толщины материала и других факторов.

Формула 1: допуск на изгиб 90 °

К радиусу изгиба (R) прибавьте 1⁄2 толщины металла (1⁄2T).Это дает R + 1⁄2T или радиус окружности нейтральной оси. [Рисунок 4-128] Вычислите длину окружности этой окружности, умножив радиус нейтральной линии (R + 1⁄2T) на 2π (ПРИМЕЧАНИЕ: π = 3,1416): 2π (R + 1⁄2T). Поскольку изгиб на 90 ° составляет четверть окружности, разделите длину окружности на 4. Получится:

Рисунок 4-128. Допуск на изгиб на 90 °.

Это припуск на изгиб на 90 °. Чтобы использовать формулу для изгиба 90 ° с радиусом 1⁄4 дюйма для материала 0.Толщиной 051 дюйм, замените в формуле следующим образом.

Допуск на изгиб или длина материала, необходимого для изгиба, составляет 0,4327 или 7⁄16 дюйма.

Формула 2: Допуск на изгиб для изгиба 90 °

В этой формуле используются два постоянных значения, которые менялись в течение многих лет как отношение градусов изгиба к толщине металла при определении припуска на изгиб для конкретное приложение. Экспериментируя с реальными изгибами металлов, авиастроители обнаружили, что точные результаты изгиба можно получить, используя следующую формулу для любой степени изгиба от 1 ° до 180 °.

Допуск на изгиб = (0,01743R + 0,0078T) N, где:

R = желаемый радиус изгиба
T = толщина металла
N = количество градусов изгиба

Чтобы использовать эту формулу для изгиба на 90 ° имеющий радиус 0,16 дюйма для материала толщиной 0,040 дюйма, замените в формуле следующим образом:

Использование таблицы допусков на изгиб для изгиба 90 °

На Рисунке 4-129 радиус изгиба отображается в верхней строке, а толщина металла — в левом столбце.Верхнее число в каждой ячейке — это припуск на изгиб на 90 °. Нижнее число в ячейке — это припуск на изгиб на 1 ° изгиба. Чтобы определить припуск на изгиб на 90 °, просто используйте верхнее число в таблице.

Рисунок 4-129. Допуск на изгиб. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Пример: толщина материала U-образного канала составляет 0,040 дюйма, а радиус изгиба — 0,16 дюйма.

В верхней части таблицы допусков на изгиб найдите столбец с радиусом изгиба 0,156 дюйма. Теперь найдите блок в этом столбце, который находится напротив толщины материала (калибра), равной 0.040 в столбце слева. Верхнее число в ячейке (0,273), правильный допуск на изгиб в дюймах для изгиба под углом 90 °.

Несколько программ расчета допуска на изгиб доступны в Интернете. Просто введите толщину материала, радиус и степень изгиба, и компьютерная программа вычислит допуск на изгиб.

Летный механик рекомендует

Основы применения функций изгиба

Рис. 1. При расчете допуска на изгиб всегда используется дополнительный угол.

Когда деталь из листового металла изгибается, она физически становится больше. Окончательно сформированные размеры будут больше, чем сумма внешних размеров детали, как показано на распечатке, если не учитывать некоторый припуск на изгиб. Многие скажут, что материал «растет» или «растягивается» при сгибании в листогибочном прессе. Технически металл не делает ни того, ни другого, но вместо этого удлиняет . Оно делает это потому, что нейтральная ось смещается ближе к внутренней поверхности материала.

Нейтральная ось — это область внутри изгиба, где материал не претерпевает физических изменений во время формовки. С внешней стороны от нейтральной оси материал расширяется; внутри нейтральной оси материал сжимается. Вдоль нейтральной оси ничего не меняется — ни расширения, ни сжатия. Когда нейтральная ось смещается к внутренней поверхности материала, больше материал расширяется снаружи, чем сжимается изнутри. Это основная причина упругого возврата.

Допуск на изгиб (BA)
BA = [(0,017453 × внутренний радиус) + (0,0078 × толщина материала)] × угол изгиба, который всегда является дополнительным

Длина нейтральной оси рассчитывается как припуск на изгиб, взятый из 50 процентов толщины материала. В справочнике Machinery’s Handbook, K-фактор для мягкой холоднокатаной стали с пределом прочности при растяжении 60 000 фунтов на квадратный дюйм равен 0,446 дюйма. Этот K-фактор применяется как среднее значение для большинства расчетов допуска на изгиб.Существуют и другие значения для нержавеющей стали и алюминия, но в большинстве случаев 0,446. дюйм работает с большинством типов материалов.

Если вы умножите толщину материала на K-фактор (0,446), вы получите положение перемещенной нейтральной оси: например, 0,062 × 0,446 = 0,027 дюйма. Это означает, что нейтральная ось перемещается от центра материала к место на расстоянии 0,027 дюйма от поверхности внутреннего радиуса изгиба. Опять же, нейтральная ось не претерпевает никаких физических структурных или размерных изменений.Он просто движется по направлению к внутренней поверхности, вызывая удлинение.

Обратите внимание на два фактора, указанные в формуле допуска на изгиб: 0,017453 и 0,0078. Первый фактор используется для обхода круга или частей круга, а второе значение применяет среднее значение K-фактора к первому фактору. 0,017453 — это частное от π / 180. Значение 0,0078 получается из (π / 180) × 0,446. Обратите внимание, что для припуска на изгиб угол изгиба всегда измеряется как дополнительные (см. рисунок 1 ).

Внешний отступ (OSSB)
OSSB = [Касательная (угол изгиба / 2)] × (Внутренний радиус изгиба + толщина материала)

Внешний отступ — это размерная величина, которая начинается от касательной к радиусу и плоскости ножки и измеряется до вершины изгиба (см. Рисунок 2 ). При 90 градусах не имеет значения, используете ли вы включенный или дополнительный угол; вы по-прежнему получаете 45 градусов и получаете тот же ответ OSSB.

Для углов изгиба (щелкните здесь, чтобы увидеть рисунок 3) обычно используют дополнительный угол.Для углов изгиба (острого изгиба) либо могут использоваться включенные или дополнительные углы. Выбор за вами, но он влияет на то, как вы применяете данные к развертке.

Уменьшение изгиба (BD)
BD = (Внешнее снижение × 2) — Допуск на изгиб

Рис. 2: Внешний отступ (OSSB) — это размерная величина, которая начинается от касательной к радиусу и плоскости ножки и измеряется до вершины изгиба.

Вычет изгиба (BD) — это значение, вычитаемое из плоской заготовки для каждого изгиба в детали, и их может быть больше одного. Допуски на изгибы различаются в зависимости от самой детали, разных углов изгиба и / или внутреннего радиуса. Обратите внимание, что при чрезмерном изгибе и выполнении расчета OSSB с использованием включенного угла изгиба вы можете рассчитать отрицательное значение для вычета изгиба. Вам нужно будет взять отрицательное значение во внимание при расчете плоской заготовки, как обсуждается в следующем разделе.

Разработка макета плоской заготовки

Существует два основных способа разложить плоскую заготовку, и какой из них будет зависеть от информации, с которой вам дано работать. Для первого способа нужно знать размеры ножек. Ветвь — это любая плоская область детали, находится ли она между радиусами изгиба или между кромкой и радиусом изгиба. Для второго метода вам необходимо знать размер от края (сформированного или вырезанного) до вершины . изгиба или пересечения, созданного обеими плоскостями, которые проходят параллельно внешним поверхностям формованного материала.

1. Плоская заготовка = размер первой опоры + размер второй опоры + припуск на изгиб

2. Плоская заготовка = размер до вершины + размер до вершины — вычет изгиба

Есть другой способ взглянуть на второй вариант. Как упоминалось ранее, если вы используете включенный угол для OSSB, вычет изгиба может иметь отрицательное значение. Как вы, возможно, знаете, для вычитания отрицательного значения необходимо прибавить: например, 10 — (-5) = 15. Если вы работаете с формулой на своем калькуляторе, он автоматически произведет правильные вычисления.Если вы работаете по формуле Построчно, вам нужно будет отслеживать знак ответа и его положительный или отрицательный характер.

Следующие примеры проведут вас через методы плоской разработки. Они применяют функции изгиба к простой детали с одним изгибом, изогнутой на дополнительные 90 градусов, чтобы показать, как дополнительные или входящие углы применяются в OSSB и, в конечном итоге, в макете.

Деталь на фигуре Рисунок 4 изогнута под углом 160 градусов.Он имеет толщину материала 0,250 дюйма и радиус внутреннего изгиба 0,250 дюйма. Каждая полка имеет размер по 1000 дюймов, а размер до вершины (между краем детали и вершиной изгиба) составляет 3,836 дюйма. Обратите внимание, что в формулах ниже Ir представляет внутренний радиус изгиба, а Mt представляет толщина материала. Для всех методов мы рассчитываем припуск на изгиб одинаково:

Допуск на изгиб (BA)
BA = [(0,017453 × Ir) + (0,0078 × Mt)] × Угол изгиба, дополнительный
BA = [(0.017453 × 0,25) + (0,0078 × 0,25)] × 160
BA = [0,00436325 + 0,00195] × 160
BA = 0,00631325 × 160
BA = 1.010

Отсюда мы выполняем различные вычисления в зависимости от используемой развертки плоской заготовки. По первому способу разрабатываем плоскую заготовку, добавляя две ножки сгиба и припуск на сгиб.

Расчет плоской заготовки
Расчетная длина плоской заготовки = Ножка + Ножка + BA
Расчетная длина плоской заготовки = 1.000 + 1.000 + 1.010
Расчетная длина плоской заготовки = 3,010

Рис. 4: Эта деталь толщиной 0,250 дюйма изогнута под углом 160 градусов с внутренним радиусом изгиба 0,250 дюйма. На чертеже указано, что размер от края до вершины составляет 3,836 дюйма.

Во втором примере развертки плоской заготовки складываются два измерения (от края до вершины) и вычитается уменьшение изгиба. В этом случае в расчетах используется дополнительный угол для OSSB, а размеры вызываются от края до вершины — опять же, как указано на рис. 4 .

Внешнее понижение (OSSB)
OSSB = [Касательная (дополнительный угол изгиба / 2)] × (Mt + Ir)
OSSB = [Касательная (160/2)] × (0,25 + 0,25)
OSSB = [Касательная 80] × 0,5
OSSB = 5,671 × 0,5
OSSB = 2,836

Уменьшение изгиба
BD = (OSSB × 2) — BA
BD = (2,836 × 2) — 1,010
BD = 5,672 — 1,010
BD = 4,662

Расчет плоской заготовки
Расчетная плоская заготовка = Размер до вершины + Размер до вершины — Вычет изгиба
Расчетная плоская заготовка = 3.836 + 3,836 — 4,662
Расчетная длина плоской заготовки = 3,010

В этом последнем примере вычисление плоской заготовки складывает размеры, а затем вычитает отрицательное вычитание изгиба (опять же, вы добавляете при вычитании отрицательного числа). В этом случае мы используем включенный угол для OSSB, и размеры по-прежнему называются от края до вершины.

Внешнее понижение (OSSB)
OSSB = [Касательная (угол изгиба с учетом / 2)] × (Mt + Ir)
OSSB = [Касательная (20/2)] × (0.25 + 0,25)
OSSB = [Касательная 10] × 0,5
OSSB = 0,176 × 0,5
OSSB = 0,088

Уменьшение изгиба (BD)
BD = (OSSB × 2) — BA
BD = (0,088 × 2) — 1,010
BD = 0,176 — 1,010
BD = -0,834

Расчет плоской заготовки
Расчетная плоская заготовка = Размер до вершины + Размер до вершины — Вычет изгиба
Расчетная плоская заготовка = 1,088 + 1,088 — (-0,834)
Расчетная длина плоской заготовки = 3.010

Вы можете видеть, что независимо от метода достигается один и тот же ответ. Убедитесь, что вы рассчитываете эти значения на основе фактического радиуса, достигаемого в физической части. Возможно, вам придется учесть множество смягчающих обстоятельств. Лишь немногие из них — это метод формовки (воздушная формовка, дно или чеканка), тип изгиба (острый, радиусный или глубокий радиусный изгиб), инструмент, которым вы пользуетесь. использование, а также многократный обрыв заготовки при гибке большого радиуса. Кроме того, чем дальше вы пройдете 90 градусов, тем меньше будет физически внутренний радиус.Вы можете рассчитать большинство из них, и мы обязательно рассмотрим это в будущих статьях.

Получение детали с первого раза

Есть много разных путей для обхода поворота с использованием либо включенных, либо дополнительных углов. Мы можем легко вычислить эти значения; учитывается приложение результатов. Однако, если вы знаете, как и где применяется информация в данной ситуации, разложить развертку проще простого.

Так зачем же рассчитывать все эти значения? Потому что иногда вам нужно будет обойти изгиб на отпечатке, и у вас может не быть всей информации, необходимой для завершения развертки. По крайней мере, теперь вы можете рассчитать все различные части изгиба, правильно их применить и сделать это правильно с первого раза.

Более чем один способ снять шкуру с кошки

Специалисты по листогибочным прессам

могут использовать различные формулы для расчета функций изгиба. Например, в этой статье мы использовали следующее для внешнего отступа: OSSB = [Касательная (угол изгиба / 2)] × (Толщина материала + Внутренний радиус).Однако некоторые могут использовать другую формулу: OSSB = (толщина материала + внутренний радиус) / [касательная (угол изгиба / 2)]. Так что правильно? Оба. если ты используйте дополнительный угол изгиба в первом уравнении и включенный угол во втором уравнении, вы получите тот же ответ.

Рассмотрим деталь с дополнительным углом изгиба 120 градусов, толщиной материала 0,062 дюйма и внутренним радиусом 0,062 дюйма. Допуск на изгиб (BA) рассчитан как 0,187, а длина плеч равна 1.000 дюймов. Чтобы получить размер до вершины, добавьте OSSB к опоре. Как видите, обе формулы OSSB дают один и тот же результат и приводят к одному и тому же вычету изгиба для расчета плоской поверхности. пустой.

Первая формула OSSB
OSSB = [Касательная (дополнительный угол изгиба / 2)] × (Толщина материала + Внутренний радиус)
OSSB = [Касательная (120/2)] × (0,062 + 0,062)
OSSB = [Касательная (60)] × 0,124
OSSB = 1,732 × 0,124
OSSB = 0.214

Вторая формула OSSB
OSSB = (толщина материала + внутренний радиус) / [касательная (включая угол изгиба / 2)]
OSSB = (0,062 + 0,062) / [Касательная (60/2)]
OSSB = 0,124 / [Касательная (30)]
OSSB = 0,124 / 0,577
OSSB = 0,214

Уменьшение изгиба (BD)
BD = (OSSB × 2) — BA
BD = (0,214 × 2) — 0,187
BD = 0,428 — 0,187
BD = 0,241 дюйма

Расчет плоской заготовки
Расчетная длина плоской заготовки = Размер до вершины + Размер до вершины — Учет изгиба
Расчетная длина плоской заготовки = (OSSB + ножка) + (OSSB + ножка) — вычет изгиба

Расчетная длина плоской заготовки = (0.214 + 1.000) + (0,214 + 1.000) — 0,241
Расчетная длина плоской заготовки = 1,214 + 1,214 — 0,241
Расчетная длина плоской заготовки = 2,187 дюйма

Для углов изгиба (см. Рисунок 3) исходная формула — OSSB = [Касательная (дополнительный угол изгиба / 2)] × (толщина материала + внутренний радиус) — также может быть записана с использованием включенного угла изгиба. Но опять же, когда вы получаете отрицательное значение вычета изгиба, вам необходимо принять это во внимание при расчете плоской заготовки.

Работая с включенным углом изгиба 60 градусов, толщиной материала 0,062 дюйма, внутренним радиусом изгиба 0,062 дюйма и допуском на изгиб (BA) 0,187 дюйма, вы получаете отрицательный вычет изгиба. Это означает, что вы вычитаете отрицательный BD (опять же, то же самое, что и добавление) при выполнении вычисления с плоским бланком. Как видите, тот же результат расчета размера плоской заготовки:

Внешнее понижение (с использованием включенного угла)
OSSB = [Касательная (угол включенного угла изгиба / 2)] × (Толщина материала + внутренний радиус)
OSSB = [Касательная (60/2)] × (0.062 + 0,062)
OSSB = [Касательная (30)] × 0,124
OSSB = 0,577 × 0,124
OSSB = 0,071

Уменьшение изгиба (BD)
BD = (OSSB × 2) — BA
BD = (0,071 × 2) — 0,187
BD = 0,142 — 0,187
BD = -0,045

Расчет плоской заготовки
Расчетная длина плоской заготовки = Размер до вершины + Размер до вершины — Вычет изгиба
Расчетная длина плоской заготовки = (Leg + OSSB) + (Leg + OSSB) — BD

Расчетная длина плоской заготовки = (1.000 + 0,071) + (1,000 + 0,071) — (-0,045)
Расчетная длина плоской заготовки = 1,071 + 1,071 — (-0,045)
Расчетная длина плоской заготовки = 2,187 дюйма

5.1 Поток потока | Мониторинг и оценка

Что такое сток и почему он важен?

Поток или расход воды — это объем воды, который движется над заданной точкой за фиксированный период времени. Часто выражается в кубических футах в секунду (фут 3 / сек).

Расход ручья напрямую зависит от количества воды, уходящей с водораздела в русло ручья.Он зависит от погоды, увеличивается во время ливней и уменьшается в засушливые периоды. Он также меняется в разные сезоны года, снижаясь в летние месяцы, когда интенсивность испарения высока, а прибрежная растительность активно растет и удаляет воду с земли. Август и сентябрь — обычно месяцы самого низкого стока для большинства ручьев и рек на большей части страны.

Забор воды для целей орошения может серьезно истощить сток воды, как и промышленный забор воды.Плотины, используемые для выработки электроэнергии, особенно сооружения, предназначенные для выработки электроэнергии в периоды пиковой потребности, часто блокируют течение ручья, а затем выпускают его в виде скачка.

Расход зависит от объема и скорости воды. Это важно из-за своего воздействия на качество воды, а также на живые организмы и среду обитания в ручье. Крупные реки с быстрым течением могут получать сбросы загрязняющих веществ и подвергаться незначительному воздействию, в то время как небольшие реки обладают меньшей способностью разбавлять и разлагать отходы.

Скорость потока, которая увеличивается по мере увеличения объема воды в ручье, определяет виды организмов, которые могут жить в ручье (некоторым нужны участки с быстрым течением, другим нужны тихие бассейны). Это также влияет на количество ила и наносов, переносимых ручьем. Осадок, внесенный в тихие, медленно текущие потоки, быстро оседает на дно ручья. Быстро движущиеся потоки дольше удерживают осадок во взвешенном состоянии в толще воды. Наконец, быстро движущиеся потоки обычно имеют более высокий уровень растворенного кислорода, чем медленные потоки, потому что они лучше аэрируются.

В этом разделе описан один метод оценки потока в определенной области или на участке реки. Он адаптирован на основе методов, используемых несколькими программами добровольного мониторинга, и использует поплавок (такой объект, как апельсин, мяч для пинг-понга, сосновая шишка и т. Д.) Для измерения скорости потока. Расчет расхода включает решение уравнения, которое исследует взаимосвязь между несколькими переменными, включая площадь поперечного сечения потока, длину потока и скорость воды. Один из способов измерения расхода — решить следующее уравнение:

Расход = ALC / T
Где:
А = Средняя площадь поперечного сечения ручья (ширина ручья, умноженная на среднюю глубину воды).
л = Измеренная длина участка реки (обычно 20 футов)
С = Коэффициент или поправочный коэффициент (0,8 для потоков с каменистым дном или 0,9 для потоков с илистым дном). Это позволяет вам скорректировать тот факт, что вода на поверхности движется быстрее, чем у дна ручья, из-за сопротивления гравия, булыжника и т. Д. Умножение скорости на поверхности на поправочный коэффициент уменьшает значение и дает более точное измерение общей протяженности потока. скорость.
т = Время в секундах, за которое поплавок проходит длину L

Как измерить и рассчитать поток воды

Задача 1 Подготовиться перед выездом на место отбора проб

См. Раздел 2.3 — Меры безопасности для получения подробной информации о подтверждении даты и времени отбора проб, соображениях безопасности, проверке расходных материалов, а также проверке погоды и направления. В дополнение к стандартному оборудованию для отбора проб и одежде, при измерении и вычислении потока, включает следующее оборудование:

  • Шарик из прочной струны, четыре колья и молоток для забивания кольев в землю.Трос будет натянут по ширине ручья перпендикулярно берегу в двух местах. Ставки заключаются в том, чтобы закрепить веревку на каждом берегу, чтобы сформировать линию разреза.
  • Рулетка (минимум 20 футов)
  • Водонепроницаемая линейка или другой прибор для измерения глубины воды
  • Завязки-закрутки (для обозначения интервалов на нити линии трансекты)
  • Апельсин и рыболовная сеть (чтобы вычерпать апельсин из ручья)
  • Секундомер (или часы с секундной стрелкой)
  • Калькулятор (необязательно)

Задача 2 Выберите участок потока


Рисунок 5.4

Схема трансекты 20 футов

Участок ручья, выбранный для измерения расхода, должен быть прямым (без изгибов), глубиной не менее 6 дюймов и не должен содержать участков с медленной водой, таких как бассейн. Идеально подходят беспрепятственные перекаты или беговые дорожки. Выбранная длина будет равна L при решении уравнения потока. Двадцать футов — стандартная длина, используемая во многих программах. Измерьте свою длину и отметьте верхний и нижний конец, проведя линию разреза поперек ручья перпендикулярно берегу, используя веревку и колья (рис.5.4). Трос должен быть натянут и находиться у поверхности воды. Трансект выше по течению — это разрез №1, а нижний по течению — разрез №2.

Задача 3 Рассчитать среднюю площадь поперечного сечения

Площадь поперечного сечения (A в формуле) — произведение ширины ручья на среднюю глубину воды. Чтобы рассчитать среднюю площадь поперечного сечения для охвата исследуемого ручья, добровольцы должны определить площадь поперечного сечения для каждой трансекты, сложить результаты вместе, а затем разделить на 2, чтобы определить среднюю площадь поперечного сечения для участка протока.

Для измерения площади поперечного сечения:


  1. Рисунок 5.5

    Поперечный разрез для измерения ширины и глубины потока
  2. Определите среднюю глубину разреза, отметив равные интервалы вдоль струны с помощью скрученных лент. Интервалы могут составлять одну четвертую, половину или три четверти расстояния через ручей.Измерьте глубину воды в каждой точке интервала (рис. 5.5). Чтобы рассчитать среднюю глубину для каждого разреза, разделите сумму трех измерений глубины на 4. (Вы делите на 4 вместо 3, потому что вам нужно учитывать нулевые глубины, которые встречаются на берегу). В примере, показанном на Рисунке 5.6. , средняя глубина трансекты № 1 составляет 0,575 футов, а средняя глубина трансекты № 2 составляет 0,625 футов.
  3. Определите ширину каждого разреза, измерив расстояние от береговой линии до береговой линии.Просто сложите все интервалы ширины для каждого разреза, чтобы определить его ширину. В примере на Рисунке 5.6 ширина трансекты № 1 составляет 8 футов, а ширина трансекты № 2 — 10 футов.
  4. Рассчитайте площадь поперечного сечения каждого разреза, умножив ширину на среднюю глубину. Пример, приведенный на Рисунке 5.6, показывает, что средняя площадь поперечного сечения трансекты № 1 составляет 4,60 квадратных футов, а средняя площадь поперечного сечения трансекты № 2 составляет 6,25 квадратных футов.
  5. Чтобы определить среднюю площадь поперечного сечения всего участка ручья (A в формуле), сложите среднюю площадь поперечного сечения каждой трансекты и затем разделите на 2.Средняя площадь поперечного сечения ручья на Рисунке 5.6 составляет 5,42 квадратных футов.

Задача 4 Измерение времени в пути

Добровольцы должны отсчитывать с помощью секундомера, сколько времени требуется апельсину (или другому объекту), чтобы проплыть от верхнего к нижнему разрезу. Апельсин — хороший объект для использования, потому что он обладает достаточной плавучестью, чтобы плавать чуть ниже поверхности воды. Именно в этом положении обычно возникает максимальная скорость.

Доброволец, позволяющий апельсину пройти на разрезе выше по течению, должен расположить его так, чтобы он протекал по самому быстрому течению.Часы останавливаются, когда оранжевый полностью проходит под линией разреза вниз по течению. Оказавшись под линией трансекты, апельсин можно вычерпать из воды с помощью рыболовной сети. Это измерение «времени в пути» должно быть проведено не менее трех раз, а результаты усреднены — чем больше испытаний вы проведете, тем точнее будут ваши результаты. Усредненные результаты равны T в формуле. Рекомендуется размещать апельсин на разных расстояниях от берега, чтобы получить различные оценки скорости.Вам следует отказаться от любых попыток поплавка, если объект застрял в потоке (булыжниками, корнями, обломками и т. Д.).

Задача 5 Рассчитать расход

Напомним, что расход можно рассчитать по формуле:

Продолжая пример на рис. 5.6. скажем, среднее время прохождения апельсина между трансектом №1 и №2 составляет 15 секунд, а дно ручья было каменистым. Расчет расхода:

Где:
А = 5.42 фут2
л = 20 футов
С = 0,8 (коэффициент для каменистого русла)
т = 15 секунд
Расход = 15 секунд (5,42 футов 2 ) (20 футов) (0,8) / 15 секунд.
Расход = 86,72 фута 3 /15 сек.
Расход = 5,78 фут3 / сек.

Задача 6 Записать поток в форме данных

На следующей странице волонтеры могут использовать форму для расчета расхода ручья.

Список литературы

Фонд Adopt-A-Stream. Справочник : инвентаризация водосборов и методы мониторинга водотоков, Том Мердок и Марта Чео. 1996. Эверетт, Вашингтон.

Mitchell, M.K., and W. Stapp. Полевое руководство по мониторингу качества воды. 5 -е издание . Принтеры Thompson Shore.

Миссури Стрим Команды. Добровольный мониторинг качества воды. Департамент природных ресурсов штата Миссури, P.O. Box 176, Джефферсон-Сити, Миссури 65102.

Форма данных для расчета расхода (PDF, 82,8 КБ)

Вам понадобится Adobe Acrobat Reader для просмотра файлов Adobe PDF на этой странице. См. Страницу EPA в формате PDF для получения дополнительной информации о получении и использовании бесплатного Acrobat Reader.

Как разрезать балку и швеллер под любым углом / Опора для трубы

Поделиться — это забота!

बीम और चैनल को किसी भी डिग्री में कैसे कटिंग करते हैं फॉर्मूला के जरिए

सपोर्ट बनाने के लिए

Как разрезать балку и швеллер в любой степени для создания опоры по формуле

Формула

Градус ÷ 2 × tan = A

A × OD = задний разрез

60 ° ÷ 2 = 30 ° tan × 30 ° = 0.57735 × 150 мм OD = 87,7 мм задний вырез

इसमें जो फार्मूला बताया गया है इसमें आपको का ध्यान देना है ऑडी क्या होता दिए गए फोटो में आप देख सकते और वेब ऑडी किसको कहते हैं



формула, упомянутая в этом, вы просто должны обратить внимание на Audi. На что похожа Audi? На фото ниже видно, как называют летающую пару и паутину Audi.

अगर आपको НАРУЖНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ СЕТИ के तरफ से डिग्री में करना हो तो НД НАРУЖНОГО ДВИГАТЕЛЯ लेंगे अगर आपको НАРУЖНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ФЛАНЦА के तरफ से चैनल या को बैंड करना हो 45 डिग्री या कोई डिग्री में तो 9 Наружный диаметр 9060

Если вы хотите сократить градусы от WEB OD, то мы возьмем WEB OD.Если вы хотите связать канал или луч с НД ФЛАНЦА под углом 45 градусов или в любом градусе, тогда вам нужно выбрать НД ФЛАНЦА.

और जो बैक कट का तरीका बताया गया तरीका से आपको मार्किंग करना है फोटो में दिखाया गया है आपको तरफ है उस तरफ से आपको करना होगा


И метод обратного отреза, который описан, каким образом вы должны маркировать его, показан на фотографии, вы должны отметить, с какой стороны вы должны сгибаться.

Градус ÷ 2 × tan = A

A × OD = задний разрез

60 ° ÷ 2 = 30 ° тангенса × 30 ° = 0,57735 × 150 мм OD = 87,7 мм задний вырез

https: // youtu.be / pI6UIJboVm8

Сравнение параметров прочности и жесткости прогонов с различным поперечным сечением профилей

В статье представлен сравнительный анализ, направленный на определение оптимального поперечного сечения, используемого в стальных прогонах холодной штамповки. Сравнивались геометрические характеристики, сопротивление изгибу и собственный вес поперечных сечений канала, дзета и шляпки. Расчеты были выполнены с использованием программы Dlubal SHAPE-THIN для изгиба по главной оси y-y и z-z. Определены характеристики для полного и эффективного сечения.На основании анализа первого этапа было отмечено значительное снижение сопротивления поперечному сечению на изгиб в результате локального коробления. Решением этой проблемы может стать использование промежуточных ребер жесткости. На втором этапе был проведен анализ влияния расположения промежуточных ребер жесткости на характеристики шляпных сечений. Были рассмотрены дополнительные промежуточные ребра жесткости на стенках, на верхнем поясе, а также на стенках и верхнем поясе (вместе). Продемонстрировано значительное влияние на сопротивление изгибу при небольшом увеличении собственного веса элемента.На третьем этапе сравнивались характеристики швеллерного, дзета и шляпного профиля с промежуточным продольным элементом жесткости в середине перемычки. Проведенный анализ показал, что поперечное сечение шляпы показывает значительное преимущество при изгибе по главной оси z-z. Это преимущество может быть использовано в случае отсутствия защиты от бокового продольного изгиба и большего уклона крыши.

1 Введение

В типичной конструкции стального одноэтажного промышленного здания прогоны обычно представляют собой элементы конструкции крыши, используемые в качестве опоры настила крыши или настила.В классических решениях они изготавливаются из горячекатаного профиля (IPE), но последние разработки в области строительства направлены на снижение собственного веса элементов за счет использования холодногнутого профиля (zeta-сечение, сечение швеллера), которые описаны в [1, 2, 3] и [4] или [5]. Создание новых видов холодногнутых профилей обусловлено развитием технологии изготовления тонкостенных конструкций и свободой формования поперечного сечения. Трудности возникают из-за сложных расчетных процедур, используемых для проверки предельных состояний тонкостенных конструкций.Элементы с пластинами тонкого поперечного сечения при изгибе и осевом сжатии склонны к локальному короблению, что необходимо учитывать при расчете свойств эффективного сечения. Эти характеристики определены согласно [6]. Однако это довольно трудоемкие и требующие много времени итерационные процедуры расчета. По методике Еврокода рекомендуются следующие расчеты:

Рисунок 1

Блок-схема: Расчет эффективных свойств сечения согласно EC-1993-1-3

Технология производства позволяет повысить устойчивость поперечного сечения. пластины сечения путем изменения геометрии сечения в целях повышения эффективности расходования материалов [7, 8] и [9].Выгодным решением является введение дополнительных изгибов и пазов в качестве промежуточных и краевых ребер жесткости. В данной статье представлены вопросы проектирования холодногнутых прогонов с шляпчатым поперечным сечением без ребер жесткости, с ребрами жесткости полки и вместе ребрами жесткости стенки и полки. Реализация этих ребер жесткости направлена ​​на:

  1. усиление стенок элемента,

  2. изменение класса сечения элемента на более благоприятный,

  3. увеличение (незначительное ) площадь поперечного сечения элемента.

Изменение геометрических характеристик поперечного сечения очень важно с учетом проверки его сопротивления и устойчивости элемента. Для определения вышеперечисленных характеристик использовались методы автоматизированного проектирования, описанные в статье. Компьютерное программное обеспечение SHAPE-THIN использовалось для облегчения и ускорения расчетов и анализа. Компьютерные расчеты также позволили передавать вычислительные модели и результаты расчетов в электронной форме в другое программное обеспечение.Статья также направлена ​​на продвижение компьютерных вычислений на основе анализа тонких элементов в качестве дополнения и в некоторых случаях альтернативы ручным вычислениям, выполняемым с использованием классических методов. В последнее время популярны компьютерные методы проектирования и анализа гнутых в холодном состоянии компонентов. В настоящее время появляется все больше и больше программ для этого типа анализа, и их использование в этой статье является тому подтверждением. Расчеты проводились по следующей схеме:

Рисунок 2

Блок-схема: Расчет эффективных свойств сечения с помощью программ AutoCad и SHAPE-THIN

2 Анализ сечений элементов

2.1 Анализируемое поперечное сечение

Холодногнутые прогоны часто изготавливают с использованием дзета-профилей и профилей каналов. Эти типы профилей просты в изготовлении, а их собственный вес относительно невелик по сравнению с горячекатаными элементами. К недостаткам этих элементов можно отнести относительно низкое сопротивление изгибу по главной оси z-z поперечного сечения и уязвимость к местному короблению (класс сечения 4). В качестве альтернативы дзета и швеллерным профилям можно использовать шляпочные профили. Хотя их масса больше, чем у дзета-профилей и профилей каналов, их прочность на изгиб по главной оси z-z поперечного сечения намного больше, чем у более ранних элементов.Для сравнения геометрических характеристик и сопротивления профилей со шляпкой, каналом и дзета-поперечным сечением, рисунок 3 и таблица 1, был проведен расчетный анализ.

Рисунок 3

Вид холодногнутого неупрочненного поперечного сечения: а) шляпный профиль, б) профиль канала, в) зета-профиль

Таблица 1

Размеры проанализированных профилей

Название шляпочный профиль U-образный профиль zeta профиль
Высота h [мм] 200 200 220
Верхний пояс a [мм]
Нижний пояс b [мм] 70 70 55/63
Ребро жесткости c [мм] 30 25 т [мм] 2 3 2
Внутренний радиус r [мм] 2,63 2,63 2,63
9000 8 В ходе расчетов были получены следующие параметры:

  1. площадь полного сечения A брутто ,

  2. класс сечения при изгибе по главной оси yy,

  3. модуль упругости полного поперечного сечения относительно оси yy W y , el ,

  4. модуль упругости эффективного поперечного сечения относительно оси yy W y , eff ,

  5. сопротивление поперечного сечения при изгибе по главной оси yy M Rd , y , eff , 94000 —

  6. класс поперечного сечения при изгибе по главной оси zz

  7. Модуль упругости полного поперечного сечения относительно оси zz W z , el ,

    90 428
  8. Модуль упругости эффективного поперечного сечения относительно оси zz W z , eff ,

  9. сопротивление поперечного сечения при изгибе по главной оси zz M Rd , z , eff .

2.2 Вычислительный анализ

2.2.1 Сравнение геометрических характеристик профилей шляпки, дзета и канала

Все расчеты были выполнены с использованием программы Dlubal SHAPE-THIN, [10]. Компьютерная программа SHAPE-THIN определяет свойства сечения открытого и закрытого тонкостенного поперечного сечения и выполняет анализ напряжений. Основные возможности программы:

  1. моделирование поперечного сечения с помощью элементов, сечений, дуг и точечных элементов,

  2. расширяемая библиотека свойств материалов, пределов текучести и предельных напряжений,

  3. возможность получения свойств сечения открытого, замкнутого или несвязанного сечения,

  4. возможность расчета эффективных свойств сечений, состоящих из различных материалов,

  5. возможность определения сварочных напряжений в угловых швах,

  6. расчет напряжений и расчет поперечных сечений с учетом влияния первичного и вторичного кручения, —

  7. проверка соотношений (c / t),

  8. возможность расчета эффективных поперечных сечений по по [11],

  9. классификация поперечного сечения элементов согласно [12].

SHAPE-THIN рассчитывает все соответствующие характеристики поперечного сечения, включая предельные пластические силы и моменты. Помимо анализа упругих напряжений, вы можете выполнить пластический анализ с учетом взаимодействия внутренних сил для любой формы поперечного сечения. Пластическое конструирование с взаимодействием выполняется по симплекс-методу. Существует возможность выбора гипотезы доходности по Треске или фон Мизесу. Можно рассчитать свойства сечения и напряжения эффективного сечения в соответствии с [6] и [11] или [12].Классификация поперечного сечения учитывает имеющуюся комбинацию внутренних сил.

Форма (геометрия) поперечных сечений профиля при изгибе моделировалась линейными или дуговыми элементами толщиной 2 мм. Все расчеты проводились согласно [6, 11, 12] и [13]. Из-за предварительных типов этих расчетов деформационная потеря устойчивости не учитывалась при анализе. В качестве статической схемы анализируемых элементов учитывалась самонесущая однопролетная балка. Метод поддержки балки на ее концах позволял балке свободно вращаться по горизонтальной оси и предохранял концы балки от скручивания.Балка была нагружена непрерывной нагрузкой, равномерно распределенной в плоскости главной оси y-y и из нее. Результаты расчетов представлены в таблице 2 и на рисунках 4, 5 и 6.

Рисунок 4

Сопротивление поперечного сечения при изгибе

Рисунок 5

а) Класс поперечного сечения, б) Собственный вес профилей

Рисунок 6

a) Соотношение M Rd , y , eff / собственный вес профиля, b) Отношение M Rd , z , eff / собственный вес профиля

Таблица 2

Результаты расчетов, элементы без продольных ребер жесткости

W y 902 96 , el 9018
швеллер 200 × 2 zeta 220 × 2 шляпка 200 × 2
A брутто [см 2 ] 7,56 7,52 14,49
3 4 4 [см 3 ] 45,88 46,44 81,91
W y , eff эфф. см 3 ] 45,88 45,62 54,72
4 4 4
W [см 3 ] 10,95 9,20 69,33
W z , eff 907 3 907 9,69 9,19 51,44
M Rd , y [кНм] 16,29 16,49
M Rd , y , 903 85 eff [кНм] 16,29 16,20 19,43
M Rd , z 3,27 24,61
M Rd , z , eff [кНм] 3,44 90 3,26
[кг / м] 5,93 5,90 11,37

При расчетах были зарегистрированы и сохранены следующие результаты:

  1. класс сечение профиля,

  2. геометрические характеристики каждого брутто-сечения (площадь, моменты инерции, модуль сечения и эффективная длина межосевых пластин),

  3. геометрические характеристики эффективное сечение (как указано выше),

  4. значения экстремальных напряжений поперечного сечения.

Все эти результаты были рассчитаны автоматически и затем сохранены в компьютерных системах хранения данных в виде файлов с данными расчетов. Затем эти данные были импортированы в расчетную программу (расчетный лист). затем они были отсортированы в таблицы и представлены в виде гистограмм и экспортированы в текстовый редактор.

По результатам расчетов можно сделать следующий вывод:

  1. При изгибе по главной оси y-y только профиль канала сечением 200 × 2 отнесен к 3 классу; Профили zeta 220 × 2 и hat 200 × 2 относятся к 4 классу гибки.

  2. При гибке по главной оси z-z все профили относятся к 4 классу гибки.

  3. Самая большая разница между значениями M Rd , y и M Rd , y , eff или M Rd и M Rd , z , eff для шляпных профилей; это связано с тем, что сечение относится к 4 классу изгиба.Выполнение ребер жесткости на стене профиля может снизить класс поперечного сечения и помочь уменьшить разницу (увеличение значений сопротивления эффективного поперечного сечения при изгибе M Rd , y , eff или M Rd , z , eff ).

  4. Значение отношения сопротивления поперечного сечения при изгибе по главной оси yy к собственному весу профиля довольно неблагоприятно для шляпных профилей — из-за большей собственной массы этих профилей, чем профилей zeta и channel. , и снижение сопротивления за счет поперечного сечения класса 4.Но в случае изгиба по главной оси z-z поперечного сечения значение этого коэффициента более выгодно, чем для других профилей.

  5. Все выводы, приведенные выше, могут быть поводом для изготовления ребер жесткости продольного профиля, снижения класса поперечного сечения и повышения их значений прочности на изгиб.

2.2.2 Влияние количества продольных ребер жесткости на геометрические характеристики поперечных сечений шляпки

С учетом изложенных выше выводов был проведен анализ второго этапа.В этих расчетах было получено влияние количества ребер жесткости на геометрические характеристики и сопротивление поперечных сечений шляпки. Учитывались четыре типа профилей, Рисунок 7:

Рисунок 7

Вид анализируемых профилей шляпки: а) поперечное сечение без продольных ребер жесткости, б) поперечное сечение с ребром жесткости на верхнем поясе, в) поперечное сечение с ребра жесткости на стенках, г) поперечное сечение с ребрами жесткости на верхнем поясе и стенках

  1. профилей без продольных ребер жесткости,

  2. профилей с ребрами жесткости на верхнем поясе,

  3. профилей с ребрами жесткости

    на стенках
  4. профилей с ребрами жесткости на верхнем поясе и стенках.

Были определены и сравнены сопротивление изгибу в плоскости Y-Y главной оси поперечного сечения и из нее.

Как и ранее, все геометрические характеристики поперечного сечения шляпных профилей и класса поперечного сечения рассчитывались с помощью программы SHAPE-THIN Dlubal. Результаты расчетов представлены в таблице 3. Вид эффективной площади поперечного сечения анализируемых профилей представлен на рисунках 8 и 9.

Рисунок 8

Вид эффективной площади поперечного сечения анализируемых профилей шляпок — изгиб по главной оси yy : а) профиль без продольных ребер жесткости, б) профиль с ребрами жесткости на верхнем поясе, в) профиль с ребрами жесткости на перемычках, г) профиль с ребрами жесткости на верхнем поясе и стенках

Рисунок 9

Вид эффективной площади поперечного сечения анализируемого шляпные профили — изгиб по главной оси zz: а) профиль без продольных ребер жесткости, б) профиль с ребрами жесткости на верхнем поясе, в) профиль с ребрами жесткости на стенках, г) профиль с ребрами жесткости на верхнем поясе и стенках

Таблица 3

Результаты расчеты, профили шляпки с продольными ребрами жесткости

z , el [см 3 ] 90 183 63,92 9017,61
шляпка 200 × 2 шляпа 200 × 2U шляпка 200 × 2W шляпа 200 × 2UW
A 9038 5 брутто [см 2 ] 14,49 14,62 14,75 14,88
4 4 4 3 3 W y , el [см 3 ] 81,91 83,32 82,00 83,41
W y eff [см 3 ] 54,72 82,48 59,84 83,41
4 4 4 4 69,33 69,33 69,76 69,76
W eff [см 3 ] 51,44 51,50 63,94
M Rd , y [кНм] 29,08 29,58 29,11
M Rd , y , eff [кНм] 19,43 29,28 21,24 29,61
M , z [кНм] 24,61 24,61 24,76 24,76
M Rd 9029 eff5, [кНм] 18,26 18,28 22,69 22,70
[кг / м] 11,37 11,48 11,58 11 , 68

По результатам расчетов можно сделать следующие выводы:

  1. Изготовление л. Продольные ребра жесткости очень незначительно увеличивают вес профиля — не более чем на 3%.

  2. При изгибе по главной оси y-y поперечного сечения ребра жесткости, выполненные только на верхнем поясе или только на стенках, не меняют класс поперечного сечения. Простое соединение ребер жесткости на верхнем поясе и стенках, пониженный класс поперечного сечения при изгибе.

  3. При изгибе по главной оси z-z поперечного сечения ребра жесткости, выполненные на верхнем поясе и на стенках, не меняют класса поперечного сечения. Поперечное сечение по-прежнему соответствует 4-му классу изгиба.

  4. Изготовление продольных ребер жесткости приводит к увеличению модуля эффективного сечения профилей и их сопротивления изгибу, рисунок 10.При изготовлении профилей из листов толщиной 2 мм наиболее эффективным является выполнение ребер жесткости на стенках или стенках и верхнем поясе — это приводит к увеличению значения сопротивления изгибу по главной оси y-y примерно на 50%.

Рисунок 10

а) Сопротивление поперечного сечения при изгибе, б) процентное увеличение изгибной способности поперечного сечения по отношению к неупрочненному профилю

2.2.3 Сравнение геометрических характеристик поперечных сечений шляпные, швеллерные и зета-профили с продольными ребрами жесткости

В третьей части расчетов был проведен сравнительный анализ.В этом анализе сравнивались три типа поперечных сечений: профили шляпок, профили каналов и зета-профили с ребрами жесткости на стенках. Ребра жесткости на верхнем поясе профилей не учитывались. Это было связано с трудностями крепления кровельного настила к верхнему поясу прогона с помощью ребер жесткости. Как и ранее, учитывались два вида нагрузки: изгиб по главной оси y-y или z-z поперечного сечения. В связи с предварительным характером расчетов в качестве статической схемы анализируемых элементов учитывалась однопролетная балка, самонесущая.Вид эффективного поперечного сечения профилей (в обоих случаях нагрузки) представлен на рисунках 9 и 11. Результаты анализа представлены в таблице 4 и 12.

Рисунок 11

Вид эффективного поперечного сечения профилей проанализированные профили с ребром жесткости на стенке: а) профиль канала, изгиб по главной оси yy, б) профиль канала, изгиб по главной оси zz, в) профиль zeta, изгиб по главной оси yy, d) профиль zeta, изгиб по главной оси zz

Рисунок 12

a) Модуль сечения эффективного поперечного сечения относительно оси yy W y , eff , b) Модуль сечения эффективного поперечного сечения относительно оси zz W z , eff

Таблица 4

Результаты расчетов, профили шляпки с продольными ребрами жесткости

zeta 220 × 2W 901 72 89 9 0173
шляпка 200 × 2W канал 200 × 2W
4 3 3
W y , eff 46,47
4 4 3
W z , eff
10,64 9,17
M Rd , y , eff [кНм] 21,24
M Rd , z , eff [кНм] 22,69 3,78 3,26 кг
11,58 6,03 6,00

3 Окончательные выводы

На основании результатов описанных выше расчетов можно сформулировать следующий основной вывод:

  1. Собственный вес прогонов из шляпных профилей примерно в два раза больше, чем у швеллеров и швеллеров. zeta с аналогичными геометрическими размерами (высота профиля).

  2. Прогоны из шляпных профилей характеризуются относительно высоким сопротивлением изгибу при двухосном изгибе. По этой причине их рекомендуется использовать в конструкции крыши с большим углом ската крыши.

  3. Изготовление продольных ребер жесткости приводит к снижению класса поперечного сечения и увеличению модуля эффективного сечения профилей и их сопротивления изгибу.

  4. Из-за сложности крепления кровельного настила к верхнему поясу прогона выполнение продольного ребра жесткости на этой части элемента может быть не рекомендовано к выполнению.

  5. Выполнение только одного продольного элемента жесткости на стенках шляпных профилей и профилей швеллеров может быть неэффективным. В профилях этого типа (особенно для больших высот) может потребоваться изготовление двух ребер жесткости, чтобы улучшить несущую способность поперечного сечения при изгибе, см. Таблица 4 и Рисунок 12.

  6. Наконец, можно сказать, что прогоны из стали холодной штамповки с шляпчатым поперечным сечением могут быть альтернативой прогонам с канальным и дзета-поперечным сечением и горячекатаным элементам.

Вышеупомянутые выводы относятся к прогонам, которые защищены от бокового продольного изгиба при кручении с помощью листовой кровельной плиты. В случае отсутствия защиты от бокового продольного изгиба при кручении и большей степени уклона крыши более предпочтительными могут быть шляпочные поперечные сечения. Однако это требует дополнительных расчетов. При дальнейших расчетах следует учитывать деформационную устойчивость, общую устойчивость и другую статическую схему прогонов.

Статья разработана в рамках исследовательского проекта, реализованного в сотрудничестве с Жешувским технологическим университетом и компанией FPUH KOBEX в рамках деятельности: Региональная операционная программа Подкарпатского воеводства на 2014-2020 годы, ось приоритетов: I Конкурентоспособная. и инновационная экономика, Мероприятие: 1.2 Промышленные исследования, опытно-конструкторские работы и их реализация, Тип проекта: Исследования и разработки B + R.

Ссылки

[1] Ван Л., Янг Б. Секции швеллеров из холодногнутой стали с ребрами жесткости стенки, подверженные локальному и деформационному изгибу — Часть I: испытания и анализ конечных элементов, Международная специализированная конференция по холодногнутым стальным конструкциям. 1., 2014. Поиск в Google Scholar

[2] Куку В., Константин Д., Булига Д. И.. Структурная эффективность стальных прогонов холодной штамповки, Международная конференция Knowledge-Based Organization Vol.XXI. № 3., 2015, https://doi.org/10.1515/kbo-2015-0137 Поиск в Google Scholar

[3] Tan J, Susila A. Прогнозирование характеристик прочности на изгиб и режима потери устойчивости холодногнутой стали (C раздел). Процедуры Eng. 2015; 125: 979–86. Искать в Google Scholar

[4] Papangelis JP, Hancock GJ, Trahair NS. Компьютерное проектирование холодногнутых прогонов C и Z сечения. J Construct Steel Res. 1998 апрель-июнь; 46 (1-3): 169–71. Искать в Google Scholar

[5] Qasim TM, Al-Zaidee SR. Экспериментальные исследования несборных и частично композитных балок перекрытия из холодногнутой стали, Гражданское.Eng J (Нью-Йорк). •••; 5 (6): https://doi.org/10.28991/cej-2019-030 Поиск в Google Scholar

[6] EN 1993-1-3: Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций — Часть 1 -3: Общие правила — Дополнительные правила для холодногнутых элементов и листов. Европейский комитет по стандартизации, Брюссель, 2006 г. Поиск в Google Scholar

[7] Bródka J, Broniewicz M, Giżejowski M. Kształtowniki gięte. Poradnik projektanta. Жешув: Polskie Wydawnictwo Techniczne; 2006. Искать в Google Scholar

[8] Bródka J.Любиньски М., Lekkie konstrukcje stalowe. Варшава: Аркадий; 1978. Поиск в Google Scholar

[9] Абди Р., Язди Н.А., Влияние соотношения сторон и толщины листа на поведение нежестких стенок из стальных листов, работающих на сдвиг, со штифтовыми и жесткими соединениями, статья в журнале опубликована 4 июля 2018 года в журнале Civil Engineering. Журнал том 4, выпуск 6 на странице 1383, https://doi.org/https://doi.org/10.28991/cej-0309180 Поиск в Google Scholar

[10] Dlubal SH. https://www.dlubal.com/pl Поиск в Google Scholar

[11] EN 1993-1-5 (2006): Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций — Часть 1-5: Общие правила — Металлизированные элементы конструкции.Европейский комитет по стандартизации, Брюссель. Искать в Google Scholar

[12] EN 1993-1-1: Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций — Часть 1-1: Общие правила для зданий. Европейский комитет по стандартизации, Брюссель, 2005 г. Поиск в Google Scholar

[13] Технический комитет ECCS 7 Холоднокатаная сталь Примеры обработки в соответствии с EN 1993-1-3 Еврокод 3, часть 1-3 Поиск в Google Scholar

Получено : 2019-07-15

Принято: 2020-04-29

Опубликовано онлайн: 2020-06-26

© 2020 A.Войнар и К. Синьковска, опубликовано De Gruyter

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.