- несущая способность, расчет на прогиб, момент сопротивления швеллера
- Расчет швеллера на изгиб, калькулятор швеллера
- Таблица нагрузки на двутавровую балку: расчет нагрузки на прогиб
- размеры, нагрузки, обозначения и стандарты ГОСТ
- сколько весит 1 метр, размеры, масса по ГОСТ 8240-97
- применение, расчет на прогиб, характеристики
- Нагрузка на швеллер: несущая способность, расчет на прогиб, момент сопротивления швеллера
несущая способность, расчет на прогиб, момент сопротивления швеллера
Расчет нагрузки на швеллер (расчет на прочность)
Зачастую швеллер применяется для изготовления металлоконструкций (крановых мостов, ферм, лестниц, цеховых пролетов и пр.), при монтаже быстровозводимых зданий и сооружений, каркасов гаражей, стеллажей складских помещений, перекрытий, оснований крыш, армирования и усиления узлов. Основное достоинство этого проката – высокая несущая способность, которая имеет место благодаря форме его сечения (П-образное), при относительно малой металлоемкости.
Методика расчета размера швеллера, таблица моментов сопротивления швеллера по ГОСТ – смотрите здесь.
П-образный профиль, как горячекатаный, так и гнутый в металлоконструкциях чаще всего работает либо просто на изгиб, либо на изгиб + растяжение/сжатие. Расчет швеллера на прогиб (на прочность) – является обязательным при проектировании изделия, в состав которого входит данный профиль. Он может быть проверочным и проектировочным. Рассмотрим на примере расчет распределенной нагрузки на швеллер, который имеет шарнирное закрепление.
Пусть имеется швеллер 10П, изготовленный из стали 09Г2С. Длина балки составляет 10 метров. Для того, чтобы определить допустимое значение нагрузки на швеллер (допустимые значения), необходимы некоторые справочные данные. Возьмем их из соответствующих ГОСТов и СНиПов.
Предел текучести стали 09Г2С (или нормативное сопротивление) составляет Rун = 345 МПа. Моменты сопротивления швеллера 10П берем из ГОСТ 8240-97, и их значения относительно осей Х и Y составляют: Wx=34,9 см3, Wy=7,37 см3. Максимальный изгибающий момент возникает балке с таким типом закрепления и нагружения посередине, и определяется из выражения: М = W∙Rун.
Произведем расчет допустимого момента для двух случаев расположения швеллера: 1) стенка расположена вертикально; 2) стенка расположена горизонтально. Тогда:
- М1 = 34,9∙345=12040,5 Н∙м
- М2 = 7,37∙345=2542,65 Н∙м
Зная момент, определим допустимые значения распределенной нагрузки на швеллер. Она составит:
q1 = 8∙М1/L2 = 8∙12040,5/102 = 963,24 Н/м или 96,3 кгс/м
q2 = 8∙М2/L2 = 8∙2542,65/102 = 203,4 Н/м или 20,3 кгс/м
Получив значения допустимых распределенных нагрузок на швеллер, можно сделать вывод, что при данных условиях несущая способность швеллера расположенного по вертикали примерно в пять раз больше, чем в случае его расположения по горизонтали.
Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий
При проектировании перекрытий, несущих металлоконструкций не достаточно одного прочностного расчета нагрузки на швеллер. Чтобы обеспечить надежность проектируемой конструкции, необходимо также произвести расчет на жесткость швеллера. Прогиб в данном случае не должен превышать допустимое значение. Эта проверка профиля является обязательной при проектировании перекрытий для жилых и прочих помещений. Для примера возьмем ту же балку, что и ранее. Распределенная нагрузка, действующая на нее, составляет 50 кгс/м или 500 Н/м. Момент инерции швеллера 10П имеет значение Ix = 175 см4. При проверке балки на жесткость, определяется ее относительный прогиб по формуле:
- f/L = М∙L/(10∙Е∙Ix)≤[f/L], где
М – изгибающий момент, Н∙м
L = 1000 см – длина хлыста
E = 2,1∙105 МПа – модуль упругости стали
Ix = 175 см4 – момент инерции сечения швеллера
Момент сопротивления швеллера, изгибающий момент равен: М = q∙L2/8 = 500∙102/8 = 6250 Н∙м.
Тогда относительный прогиб швеллера 10П составит: f/L = 6250∙1000/(10∙2,1∙105∙175) = 0,017 = 1/59
Если сравнивать с допустимыми значениями относительно прогиба согласно СНиПам, то данный швеллер нельзя использовать для межэтажных перекрытий, так как там допустимое значение составляет 1/200. Следовательно, несмотря на обеспечение прочности данной конструкции, необходимо подбирать больший профиль швеллера, и проверять его на жесткость.
apex-metal.ru
Расчет швеллера на изгиб, калькулятор швеллера
Швеллер в наличии на складе в Москве
Швеллер является продукцией прокатного производства, которая имеет U-образное поперечное сечение. В зависимости от технологии производства, швеллеры бывают горячекатаные и гнутые.
Размеры и форма г/к швеллеров общего назначения регламентируются стандартом ГОСТ 8240-97. Ширина проката согласно указанному нормативному документу может быть от 32 до 115 мм, а высота 50 – 400 мм.
В обозначении номера профиля зашифрована высота швеллера в сантиметрах (цифра) и серия или тип профиля (буква).
Размеры гнутого швеллера регламентируются стандартом ГОСТ 8278-83. В соответствии этому документу высота профиля может принимать значение от 25 до 410 мм, толщина швеллера – от 2 до 8 мм, и ширина может быть 26 – 160 мм.
В APEX METAL вы сможете приобрести швеллер наиболее востребованных размеров из стали марок Ст3 и 09Г2С:
- серии П с параллельными гранями – типоразмеры профиля 5П – 30П;
- серии У с уклоном граней – типоразмеры профиля 6,5У – 30У;
- гнутый швеллер с размерами от 50х40х3 до 250х125х6.
Значения высоты и ширины полки, ширины и толщины стенки по ГОСТ 8240-97 смотрите на странице – Как правильно расшифровать условное обозначение швеллера.
Методика расчета швеллера на изгиб
Наиболее часто швеллер используют в качестве элемента, который работает на изгиб. Следовательно, ни один расчет данного профиля не обходится без определения его прочности под воздействием изгибных нагрузок. На сегодняшний день создано множество программных продуктов и калькуляторов расчета швеллера, которые позволяют произвести массовые, прочностные и проверочные расчеты.
Покажем, как самостоятельно всего за 3 шага найти момент сопротивления и подобрать соответствующий размер швеллера с учетом действующих нагрузок.
1. Сначала необходимо определить максимальное значение момента в профиле швеллера, который вычисляется по формуле:
- М = 9,81 х q х l²/ 8 / 1000, где
q – значение распределенной нагрузки l – длина швеллера.
2. Зная изгибающий момент, определяем необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, чтобы обеспечить его прочность:
- Wн = M х 1000 / Ry, где
Ry – расчетное значение сопротивления материала по пределу текучести (согласно СНиП 2-23-81).
Наименование стали | Марка стали по ГОСТ | Ry, МПа, с толщиной проката |
---|---|---|
С245 | Ст3пс5, Стсп5 | 240 МПа (2 – 20 мм), 230 МПа (20 – 30 мм) |
С275 | Ст3пс | 240 МПа (2 – 20 мм) |
С345 | 12Г2С, 09Г2С | 335 МПа (2 – 10 мм), 315 МПа (10 – 20 мм), 300 МПа (20 – 40 мм) |
3. Сравниваем полученное расчетное значение момента сопротивления швеллера и теоретические значения в таблицах ГОСТ, выбираем требуемый размер проката.
Номер швеллера серии У | Момент сопротивления | Номер швеллера серии П | Момент сопротивления | Размер швеллера по ГОСТ 8278 | Момент сопротивления |
---|---|---|---|---|---|
5У | 9,1 | 5П | 9,1 | 50х40х3 | 5,62 |
6,5У | 15 | 6,5П | 15 | 60х32х2,5 | 5,1 |
8У | 22,4 | 8П | 22,5 | 60х32х3 | 5,85 |
10У | 34,8 | 10П | 34,9 | 80х32х4 | 10,71 |
12У | 50,6 | 12П | 50,8 | 80х50х4 | 15,92 |
14У | 70,2 | 14П | 70,4 | 80х60х4 | 18,81 |
16У | 93,4 | 16П | 93,8 | 100х50х3 | 17,18 |
18У |
121 | 18П | 121 | 100х50х4 | 21,57 |
20У | 152 | 20П | 153 | 100х50х5 | 25,56 |
22У | 192 | 22П | 193 | 120х50х3 | 21,98 |
24У | 242 | 24П | 243 | 120х60х4 | 32,25 |
27У | 308 | 27П | 310 | 120х60х5 | 38,6 |
30У | 387 | 30П | 389 | 140х60х5 | 47,8 |
40У | 761 | 40П | 763 | 140х60х6 | 55,08 |
- | - | - | - | 160х50х4 | 41,76 |
- | - | - | - | 160х60х4 | 48,84 |
- | - | - | - | 160х60х5 | 58,38 |
- | - | - | - | 160х80х4 | 60,01 |
- | - | - | - | 160х80х5 | 72,69 |
- |
|
- | - | 180х70х6 | 79,15 |
- | - | - | - | 180х80х5 | 85,22 |
- | - | - | - | 200х80х4 | 80,94 |
- | - | - | - | 200х80х6 | 114,84 |
- | - | - | - | 200х100х6 | 137,43 |
- | - | - | - | 250х125х6 | 221,64 |
Выбор размера швеллера на примере
Пусть имеется швеллер, длина которой составляет 5 метров и он имеет шарнирное закрепление. На него действует распределенная нагрузка, величина которой составляет 250 кг/м. Расчет ведется в следующей последовательности:
- Максимальное значение момента в профиле швеллера М = 9,81 х 250 х 5²/ 8 / 1000 = 7,7 кН∙м.
- Необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, Wн = 7.7 х 1000 / 240 = 32,08 см3 (согласно СНиП 2-23-81 для стали С245 Ry = 240 МПа).
- Подбираем по таблице ГОСТ размер швеллера с моментом сопротивления, соответствующему вычисленному значению 32,08 см3.
Это будет швеллер 10П (У) ГОСТ 8240-97 – значение момента сопротивления 34,9 см3 или швеллер гнутый 120х60х5 ГОСТ 8278-83 – значение момента сопротивления 38,6 см3.
Вес швеллера 10П длиной 5 метров = 42,95 кг, швеллера 120х60х5, той же длины – 42,7 кг.
В каталоге на сайте APEX METAL приведены актуальные цены за тонну швеллера, соответственно, отсюда получим стоимость 1 штуки швеллера для каждого типоразмера:
- швеллер 10П – 1670 руб
- швеллер 120х60х5 – 1760 руб
Можно заметить, что из условий расчета швеллера на прочность, работающего на изгиб, немного более экономичным решением будет использование горячекатаного швеллера в сравнении с гнутым.
apex-metal.ru
Таблица нагрузки на двутавровую балку: расчет нагрузки на прогиб
Двутавр – вид фасонного металлопроката, способный принимать большие нагрузки, по сравнению с уголком и швеллером. В частном строительстве металлопрокат с сечением Н-образного профиля используется только при создании крупногабаритных строений. Для выбора подходящего номера двутавровой балки производят профессиональные расчеты на прочность и прогиб с помощью формул или с использованием онлайн-калькулятора. Исходными данными являются: длина пролета, тип закрепления балки, характер нагрузки, планируемый шаг размещения профильного проката, наличие или отсутствие дополнительных опор, марку стали.
Выбор типа балки, в зависимости от запланированных нагрузок
Производители предлагают металлические двутавры с несколькими типами поперечного сечения, предназначенные для различных эксплуатационных условий. Такая продукция, в зависимости от типа сечения, может применяться в крупногабаритном жилищном строительстве, при возведении зданий промышленного и гражданского назначения, в мостостроении. Для каждого из них в соответствующем стандарте имеется таблица, в которой указаны размерные параметры, масса 1 м, момент и радиус инерции, момент сопротивления. Эти характеристики используются в расчетах на прогиб и прочность.
С уклоном внутренних граней полок 6-12 %
Производство этого металлопроката регламентируется ГОСТом 8239-89. Благодаря скруглению внутренних граней около стенки, обладают высокой прочностью и устойчивостью к прилагаемым усилиям.
С параллельными внутренними гранями полок
Эта продукция выпускается в соответствии с ГОСТом 26020-83, выделяют следующие типы:
- Б – нормальный. Применяется для эксплуатации под средними нагрузками.
- Ш – широкополочный. Может использоваться для разрезки по продольной оси для получения таврового профиля. Тавр укладывается на один пролет. Целый двутавровый профиль – на один или несколько пролетов. Эти металлоизделия очень массивны. Плюсом их использования является возможность использования в качестве самостоятельного элемента без применения усиливающих деталей.
- К – колонный. Это наиболее массивные профили. Имеют широкие, утолщенные полки и стенки. Применяются при устройстве большепролетных конструкций.
Типовые схемы расположения двутавра
Один из исходных параметров, учитываемых в расчетах, – схема закрепления балки и вид прилагаемой нагрузки. Большинство вариантов сводится к основным схемам:
Сбор нагрузок
Перед началом расчета производят сбор сил, действующих на двутавровую балку. В зависимости от продолжительности воздействия,их разделяют на временные и постоянные.
Таблица нагрузок на двутавровые балки
Постоянные | Собственная масса балки и перекрытия. В упрощенном варианте вес межэтажного перекрытия без цементной стяжки с учетом массы балки принимают равным 350 кг/м2, с цементной стяжкой – 500 кг/м2 | |
Длительные | Полезные | Зависят от назначения здания |
Кратковременные | Снеговые, зависят от климатических условий региона | |
Особые | Взрывные, сейсмические. Для балок, работающих в стандартных эксплуатационных условиях, не учитываются. В онлайн-калькуляторах обычно не учитываются |
Нагрузки разделяют на нормативные и расчетные. Нормативные устанавливаются строительными нормами и правилами. Расчетные равны нормативной величине, умноженной на коэффициент надежности. При усилии менее 200 кг/м2 коэффициент обычно принимают равным 1,3, при более 200 кг/м2 – 1,2. Шаг между балками принимают равным 1 м. В некоторых случаях, если это допустимо в конкретных эксплуатационных условиях, в целях экономии материалов его принимают равным 1,1 или 1,2 м.
При расчетах принимают во внимание марку стали. Для использования в условиях высоких нагрузок и при минусовых температурах востребованы двутавровые балки, изготовленные из низколегированных сталей.
Способы выбора оптимального размера сечения профиля
Наиболее точным вариантом подбора номера и типа двутаврового профиля является проведение профессиональных расчетов. Именно этот способ применяется при проектировании ответственных крупногабаритных объектов. При строительстве небольших зданий можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
Совет! По результатам расчетов онлайн-калькуляторы обычно предлагают два или более вариантов профиля. Для обеспечения надежности строения рекомендуется отдавать предпочтение профилю с большим номером.
Для примерного определения размера профиля можно воспользоваться таблицей соответствия номера двутавровой балки максимально допустимой нагрузке:
Общая нагрузка, кг/м2 | Длина пролета | ||||||||
3 м при шаге, м | 4 м при шаге, м | 6 м при шаге, м | |||||||
1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | |
300 | 10 | 10 | 10 | 10 | 12 | 12 | 16 | 16 | 16 |
400 | 10 | 10 | 10 | 12 | 12 | 12 | 20 | 20 | 20 |
500 | 10 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 20 | 20 | 20 |
Из этой таблицы видно, что для двутавровой балки номер 10 максимальная длина пролета составляет 4 м при шаге 1,2 м, нагрузка – 400 кг/м2, для номера 16 длина пролета может достигать 6 м, нагрузка, которую он может выдержать, – 300 кг/м2, для профиля 20 – 6 м и нагрузка 400 кг/м2.
www.navigator-beton.ru
размеры, нагрузки, обозначения и стандарты ГОСТ
Внешний вид швеллераЭто разновидность металлопроката, который имеет П-образное поперечное сечение. Образуется такая конструкция из стенки и двух полок. Современное строительство немыслимо без подобных элементов, которые при относительно небольшом весе легко выдерживают существенные нагрузки. Если вам требуется швеллер, размеры которого должны быть строго определенными, то нужно помнить, что существуют равнополочные и неравнополочные изделия. Во втором случае размеры полок, образующих П-образное сечение будут различны.
В строительстве используются швеллеры следующих типов:
- имеющие внутренний уклон полок;
- с параллельными внутренними гранями;
- гнутые равнопрочные и неравнопрочные;
- специальные;
- холоднокатаные.
Обозначение изделий
Чтобы упростить выбор правильного изделия используется расстояние между полками. Это цифра, стоящая после обозначения элемента, однако встречаются еще и различия в длине: она изменяется от 4 до 12 метров.
С точки зрения противодействия большим нагрузкам, направленным вертикально вниз, швеллер уступает лишь балке двутаврового сечения. Ширина полок варьируется и стартует с 32 мм, а достигать может 115 мм, поэтому и нагрузочная способность изменяется в широких пределах. Аналогичная ситуация и с высотой, которая бывает от 5 до 40 см.
Нужно помнить, что стандартный швеллер 10, размеры которого могут быть различными, будет то сечение, которое требуется в определенном случае и зависит от места применения. Буква, находящая после цифры, показывающей расстояние между полками, скажет специалисту о типе изделия. Если используется изделие с индексом «У», то речь идет о наклонных внутренних гранях. Когда полки расположены параллельно, то это швеллер серии «П». Существуют еще «Л» — легкая, «С» — легкая разновидности.
Применение швеллеров
Сегодня спрос на подобные изделия достаточно высок, что обусловлено широким использованием бетонных и металлических конструкций. Привлекательность швеллера заключается в том, что он имеет малый вес, а выдержать может достаточно существенную нагрузку. Этой особенностью швеллер обязан своему П-образному профилю, который обеспечивает необходимое сочетание конструкционных свойств и надежности. Металлические конструкции этого типа могут использоваться и для строительства, и для выполнения ремонтных работ. Их применяют в самых различных областях, начиная от машиностроения, заканчивая созданием различных стеллажей.
Применение швеллеровРазличные металлические конструкции, которые возводятся в рекламных целях или для прокладки коммуникаций тоже являются тем местом, где востребованы такие элементы. Швеллер 20, размеры которого изменяются в широких пределах, отлично подходит для этой цели.
От того где будет использоваться металлическая конструкция зависит её тип. Например, для работы под большой нагрузкой лучше использовать конструкцию, имеющую наклонные полки. На самом деле внешний контур изделия все также остается П-образным, однако внутренний уже имеет некоторые отклонения от этой формы, ведь наклон внутренних стенок может быть большим. За счет этого достигается повышенная толщина стенок и более высокая надежность.
Тип швеллера и его параметры выбираются только после проведения расчетов, причем выполнять их должен специалист. В противном случае могут возникнуть проблемы из-за неправильного выбора толщины или других характеристик изделия, а значит, надежность сооружения снизится.
Алюминиевый швеллер
Классическая П-образная конструкция, изготовленная из стали имеет не только большую устойчивость к изгибам, но и неплохо противостоит деформации кручения, поэтому область применения подобных изделий очень широка. Использование алюминия еще больше увеличило ту сферу, где сегодня применяют эти металлоконструкции.
Швеллер 16, размеры которого идеально подходят для тех сооружений, которые испытывают небольшие нагрузки, применяют не реже, чем его стальную разновидность. Алюминиевые конструкции хорошо подходят для случаев, когда требуется удерживать элементы, контактирующие с окружающей средой. Сам алюминий выгодно отличается от стали тем, что он не взаимодействует с воздухом или водой, поэтому и надежность будущего сооружения не оказывается в зависимости от таких случайных факторов, как непогода или неправильный уход за окрашенными элементами.
Алюминиевый швеллерВ общем случае алюминиевый швеллер намного выгоднее, чем профильная труба того же размера, поскольку он позволяет еще больше снизить вес будущей конструкции.
В заключение отметим, что одним из главных преимуществ большинства типов швеллеров является возможность сооружать металлоконструкции без использования сварки. Это позволяет создавать разборные сооружения, которые могут быть перенесены на другое место полностью или частично. Например, данная технология применяется при создании разнообразных сезонных сооружений, временных построек или складов. Швеллер, размеры которого пропорциональны его весу, — это современный стройматериал, который не спешит сдавать свои позиции пластику или бетону.
roof-tops.ru
сколько весит 1 метр, размеры, масса по ГОСТ 8240-97
Швеллер (ГОСТ 8240-97) – это специальное металлическое изделие, которое очень широко используется в строительстве для придания большей прочности и надежности, возводимым каркасам и сооружениям.
Швеллер
На фото можно рассмотреть внешний вид швеллера 16мм.
Сортамент швеллеров огромный и каждый профиль предназначен для специального использования и назначения.
Преимущества швеллера 16
Швеллер 16 имеет большой спрос во многих отраслях промышленности, таких как:
- Строительство.
Швеллер повышает устойчивость и надежность различных сооружений и каркасов. Так же используется в качестве опор, сооружения металлической колонны, возведение ж/д мостов. - Машиностроение.
Швеллер 16 может выдерживать огромные поперечные нагрузки, благодаря этому это дает возможность для использования в этой сфере. - Вагоностроение.
- Тяжелая промышленность.
Благодаря тому, что швеллер 16 имеет большую прочность, и устойчивость необходимость данного профиля набирает популярность во многих сферах промышленности. Швеллер 16 можно использовать для сборки сооружений. Так как изделие имеет небольшую массу его можно использовать для постройки крыш различных зданий.
Производство швеллера 16
В настоящее время производством швеллеров занимаются многие предприятия согласно ГОСТ 8240-97. Но лучше необходимо лично проверить качество продукции и наличие сертификата соответствия. Так как можно попасть в весьма неприятную ситуацию. К примеру, при эксплуатации здания могут появиться большие дефекты или вовсе это привет к поломке конструкции.
В качестве материала используют сплавы с добавлением конструкционной углеродистой и низколегированной стали. Сплавы сильно различаются по химическому составу и для того, что бы их было легче отличить, были придуманы специальные маркировки. Так первая маркируется ст2пс, а вторая сталь ст3сп. В своем химическом составе они имеют большое количество разных металлов. Помимо этого может использоваться и черный металл.
Сортамент швеллера 16
Разновидность швеллера 16 произведенного по ГОСТ 8240-97 маркируются определенными обозначениями, по которым можно с легкостью метод изготовления. Так, например:
- «П» швеллер 16 П производиться с параллельными гранями полок.
- «У» грани расположены под углом к основанию.
- «С» В ГОСТ нет определенных размеров такого швеллера. Это сделано специально, так как такой профиль изготавливается под заказ с нужными заказчику параметрами.
- «Э» экономный. Производиться такой швеллер по ГОСТ стандартам, но при производстве добавляется меньше металла.
- «Л» легкий швеллер. В производство идут лишь легкие металлы, к примеру, алюминий.
Любой швеллер изготавливается разными способами. Различают несколько методов изготовления:
- Метод горячекатаного производства.
- Способ холоднокатаного или гнутого швеллера.
Швеллер 16 мм может производиться двумя этими способами. Более детально изучить весь процесс каждого метода производства можно в ГОСТ 8240-97.
Размеры швеллер 16
Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что все параметры и правила предусмотрены заранее. Необходимо это для того чтобы будущая конструкция соответствовала требуемой надежности и прочности. Но стоит помнить о том, что всегда можно заказать швеллер под себя. Клиент сможет самостоятельно назначить размеры швеллера. Такой профиль будет обозначен специальной маркировкой «С», то есть специальный.
Технические характеристики швеллера 16мм
Швеллер представляет собой металлическое изделие, которое имеет поперечное сечение в виде буквы «П». За счет такой формы изделие способно выдерживать большую нагрузку. В следствии это пользуется огромным спросом среди строителей.
Размеры швеллера 16:
- Высота полок 160 мм.
- Ширина 64 мм.
- Толщина стенок 5.0 мм.
- Толщина полок 8.4 мм.
- Радиус внутреннего закругления 8.5 мм.
Вес швеллера 16
Независимо от того, что швеллеры изготавливаются из сплавов металла, изделие отличается небольшой массой на один погонный метр. Вес 1 метра швеллера 16 составляет 14.20 кг. Это значительно облегчает работу.
На фото изображен швеллер 16 изготовленный по ГОСТ.
Особенности и преимущества швеллера 16
- Изделие придает высокую прочность возводимым сооружениям.
- Швеллер 16 обладает устойчивостью к огромным нагрузкам, что позволяет построить здания в плохих погодных условиях.
- Профили имеют небольшую массу.
- Удобство при монтажных работах.
Швеллер 16 ГОСТ указывает на общепринятые инструкции по предложенной разновидности. Принятому документу должны следовать все предприятия, которые занимаются изготовлением швеллеров. Тогда если соблюдены все условия при производстве, то получаются только идеальные швеллеры, которые широко используются при строительных работах.
metall.trubygid.ru
применение, расчет на прогиб, характеристики
Швеллер – разновидность фасонного металлопроката, получаемая путем горячей прокатки или гибки, имеет поперечное сечение П-образной формы. Массово горячекатаная продукция изготавливается из стали обыкновенного качества (3 пс/3сп) или низколегированных марок. Изделия из низколегированных сталей (наиболее часто – 09Г2С) предназначены для эксплуатации при низких температурах. Исходной заготовкой при производстве гнутого швеллера является полоса, материалы – «черные» и коррозионностойкие стали, алюминий и его сплавы, медь и сплавы на ее основе (бронза, латунь). Профильные изделия из алюминия и его производных могут изготавливаться способом горячей прессовки без или с дальнейшей термообработкой (отжигом, закалкой с естественным или искусственным старением). Наибольшее распространение получил стальной горячекатаный и гнутый швеллер.
Горячекатаный стальной швеллер: нормативы, сортамент, характеристики
Сортамент этой продукции определяется ГОСТом 8240-89. Размер профиля характеризуется номером, который равен (примерно) высоте стенки, взятой в сантиметрах. В соответствии со стандартом выпускают продукцию:
- С уклоном внутренних граней полок. В маркировке после номера присутствует буква «У». Норматив предусматривает производство изделий с высотой стенки 50-400 мм, шириной полки 32-115 мм, толщиной стенки 4,4-8,0 мм, толщиной полки 7,0-13,5 мм. Если в обозначении между номером профиля и буквой «У» присутствует буква «а», это означает, что изделие имеет увеличенную ширину и толщину полок. Основная область применения этого вида швеллера – строительство. Благодаря некоторому утолщению во внутренних углах, профиль обладает повышенными прочностными характеристиками. Такая металлопродукция используется в каркасном строительстве, для устройства перекрытий, сооружения ферм, лестниц, малых архитектурных форм, металлических конструкций различного назначения.
- С параллельными внутренними гранями полок. В маркировке после номера указывается буква «П». Индекс «а» свидетельствует о наличии усиленных полок. В соответствии с нормативом, высота стенки изделий находится в диапазоне 50-400 мм, ширина полки – 32-115 мм, толщина стенки – 4,4-8,0 мм, толщина полки – 7,0-13,5 мм. Этот тип швеллера имеет сферы использования, схожие с изделиями с уклоном внутренних граней полок. Профиль с параллельными внутренними гранями эффективен в тех случаях, когда сопряжение с другими частями конструкции происходит по внутренней поверхности изделия.
Таблица геометрических характеристик горячекатаного швеллера
Номер швеллера | Высота профиля, см | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Толщина полки, мм | Масса 1 м, кг |
С уклоном внутренних граней полок | |||||
5У | 5 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
6,5У | 6,5 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,9 |
8У | 8 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 |
10У | 10 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
12У | 12 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
14У | 14 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
16У | 16 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
16аУ | 16 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
18У | 18 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,3 |
18аУ | 18 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
20У | 20 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
22У | 22 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
24У | 24 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
27У | 27 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
30У | 30 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
33У | 33 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
36У | 36 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
40У | 40 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
С параллельными гранями полок | |||||
5П | 5 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
6,5П | 6,5 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,9 |
8П | 8 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,5 |
10П | 10 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
12П | 12 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
14П | 14 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
16П | 16 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
16аП | 16 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
18П | 18 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,3 |
18аП | 18 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
20П | 20 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
22П | 22 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
24П | 24 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
27П | 27 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
30П | 30 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
33П | 33 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
36П | 36 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
40П | 40 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
Расчет табличного веса швеллера осуществляется с использованием среднего значения плотности различных марок стали – 7,85 г/см3.
Гнутый стальной швеллер: ГОСТ, сортамент, технические характеристики
Исходной заготовкой при производстве гнутого профиля является стальная горяче- или холоднокатаная полоса. Процесс изготовления проходит на профилегибочных агрегатах. Гнутый металлопрофиль можно отличить от горячекатаного по скругленным наружным углам и одинаковой толщине стенки и полок, которая не превышает 8 мм. При гибке устраняются некоторые поверхностные дефекты. В отличие от горячекатаной металлопродукции, которая выпускается только равнополочной, гнутая производится как равно-, так и неравнополочной. Сортамент равнополочных изделий определяется ГОСТом 8278-83, неравнополочных – ГОСТом 8281-80. Их ассортимент гораздо шире перечня горячекатаного проката П-образного профиля. Высота стенки равнополочного профиля – 25-410 мм, ширина полки – 26-65 мм, толщина стенки – 2-8 мм.
Из-за прочности, уступающей аналогичной характеристике горячекатаных металлоизделий, различные марки гнутого швеллера применяются в качестве дополнительных усиливающих элементов в металлоконструкциях, при проведении отделочных работ, мероприятий по реконструкции ветхих строений, в которых невысокая масса металла имеет решающую роль.
Расчет швеллера на нагрузки
Стальной прокат с П-образным поперечным сечением – популярный тип металлопроката, востребованный в строительстве. При использовании швеллера для создания перекрытий и других ответственных строительных конструкций производят расчеты на изгиб и прогиб с помощью формул, таблиц, онлайн-калькуляторов. Для упрощения расчетов условия работы профильных изделий приводят к стандартным схемам. Основные из них:
- Швеллер работает как однопролетная шарнирно-опертая балка, на которую оказывает воздействие распределенная нагрузка, такой тип расчета применяется при использовании металлопроката в межэтажных перекрытиях.
- Консольная балка, жестко закрепленная с одного конца, нагрузка равномерно распределена. Такая схема характерна для козырьков, изготовленных путем приварки проката с одной стороны к выпускам из вертикальной ограждающей конструкции.
- Шарнирно-опертая балка с двумя опорами и консолью. Этот вариант применяется в случае организации пролета с выпуском металлопроката за пределы стены для опирания балконной плиты.
- Однопролетная балка с шарнирной опорой, на которую действуют одна или две сосредоточенные силы. Такая схема применяется для расчета несущей способности швеллера, выполняющего функцию перемычки, на которую опираются одна или две балки перекрытия.
Для онлайн-калькулятора, кроме схемы расчета, понадобятся: длина пролета, расчетная и нормативная нагрузка, расчетное сопротивление, тип швеллера (его площадь калькулятор определит самостоятельно). Результат – расчеты по прочности.
При покупке швеллера в компании ООО «РМК» вычисления для корректного подбора металлопроката вам поможет произвести менеджер.
spbrmk.ru
Нагрузка на швеллер: несущая способность, расчет на прогиб, момент сопротивления швеллера
Какую нагрузку выдерживает швеллер от APEX metal: расчеты на прочность и жесткость
Швеллер – вид металлопроката, который отлично себя зарекомендовал в строительстве и машиностроительной отрасли промышленности. Зачастую он применяется для изготовления всевозможных металлоконструкций (крановых мостов, ферм, лестниц, цеховых пролетов и пр.), при монтаже быстровозводимых зданий и сооружений, каркасов гаражей, стеллажей складских помещений, перекрытий, оснований крыш, армирования и усиления прочих конструкций. Основное достоинство – это высокая несущая способность швеллера, которая имеет место благодаря форме его сечения (П-образное), при относительно малой металлоемкости.
Расчет нагрузки на швеллер от APEX metal (расчет на прочность)
П-образный профиль, как горячекатаный, так и гнутый применяется в различных конструкциях и металлоконструкциях, которые чаще всего работают либо на изгиб, либо на изгиб + растяжение/сжатие. Расчет швеллера на прогиб (на прочность) – является обязательным при проектировании изделия, в состав которого входит данный профиль. Он может быть проверочным и проектировочным. Рассмотрим на примере расчет распределенной нагрузки на швеллер, который имеет шарнирное закрепление.
Пусть имеется швеллер 10П, изготовленный из стали 09Г2С. Длина балки составляет 10 метров. Для того, чтобы определить допустимое значение нагрузки на швеллер (допустимые значения), необходимы некоторые справочные данные. Возьмем их из соответствующих ГОСТов и СНиПов.
Предел текучести стали 09Г2С (или нормативное сопротивление) составляет Rун = 345 МПа. Моменты сопротивления швеллера 10П берем из ГОСТ 8240-97, и их значения относительно осей Х и Y составляют: Wx=34,9 см3, Wy=7,37 см3. Максимальный изгибающий момент возникает балке с таким типом закрепления и нагружения посередине, и определяется из выражения: М = W∙Rун.
Произведем расчет допустимого момента для двух случаев расположения швеллера: 1) стенка расположена вертикально; 2) стенка расположена горизонтально. Тогда:
- М1 = 34,9∙345=12040,5 Н∙м
- М2 = 7,37∙345=2542,65 Н∙м
Зная момент, определим допустимые значения распределенной нагрузки на швеллер. Она составит:
q1 = 8∙М1/L2=8∙12040,5/102=963,24 Н/м или 96,3 кгс/м
q2 = 8∙М2/L2=8∙2542,65/102=203,4 Н/м или 20,3 кгс/м
Получив значения допустимых распределенных нагрузок на швеллер, можно сделать вывод, что при данных условиях несущая способность швеллера расположенного по вертикали примерно в пять раз больше, чем в случае его расположения по горизонтали.
Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий
При проектировании перекрытий, несущих металлоконструкций не достаточно одного прочностного расчета нагрузки на швеллер. Чтобы обеспечить надежность проектируемой конструкции, необходимо также произвести расчет на жесткость швеллера. Прогиб в данном случае не должен превышать допустимое значение. Эта проверка профиля является обязательной при проектировании перекрытий для жилых и прочих помещений. Для примера возьмем ту же балку, что и ранее. Распределенная нагрузка, действующая на нее, составляет 50 кгс/м или 500 Н/м. Момент инерции швеллера 10П имеет значение Ix = 175 см4. При проверке балки на жесткость, определяется ее относительный прогиб по формуле:
М – изгибающий момент, Н∙м
L = 1000 см – длина хлыста
E = 2,1∙105 МПа – модуль упругости стали
Ix = 175 см4 – момент инерции сечения швеллера
Момент сопротивления швеллера, изгибающий момент равен: М = q∙L2/8 = 500∙102/8 = 6250 Н∙м. Тогда относительный прогиб швеллера 10П составит: f/L = 6250∙1000/(10∙2,1∙105∙175) = 0,017 = 1/59
Если сравнивать с допустимыми значениями относительно прогиба согласно СНиПам, то данный швеллер нельзя использовать для межэтажных перекрытий, так как там допустимое значение составляет 1/200. Следовательно, несмотря на обеспечение прочности данной конструкции, необходимо подбирать больший профиль швеллера, и проверять его на жесткость.
http://apex-metal.ru
legkoe-delo.ru