Sehr geehrte Gäste, wie im Artikel über die Berechnung von Holzbalken zur Durchbiegung versprochen (Link zum Artikel), in diesem Material konzentrieren wir uns auf die Berechnung eines Stahlmetallträgers für eine Spannweite: Kanal und I-Träger.
In diesem Artikel erfolgt die Berechnung und Auswahl der Produkte in voller Übereinstimmung mit der akademischen Disziplin Festkörpermechanik (Abschnitt: Beständigkeit gegen Werkstoffe).
Ich halte es für notwendig zu warnen, dass der Artikel vollständig technisch ist, also schimpfe nicht mit mir, ich weiß, dass viele Zen-Leser dies nicht mögen :)))
Im vorigen Artikel über Holzbalken habe ich viel Kritik in den Kommentaren erhalten, dass das 21. JAHRHUNDERT auf dem Hof voller Online-Taschenrechner und vorgefertigter Tabellen im Internet ist.
Natürlich können Sie den Online-Rechnern vertrauen, aber glauben Sie mir, nachdem Sie 30-40 Minuten damit verbracht haben, sich selbst damit zu beschäftigen, können Sie es Überprüfen Sie jeden Taschenrechner erneut und schlafen Sie ruhiger, da alle Berechnungen unabhängig und vom Ergebnis durchgeführt werden auf dem Gesicht! Die Tabellen aus dem Internet sind unbekannter Herkunft, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ungenaue Daten erfasst werden ...
Nachfolgend finden Sie Beispiele für warmgewalzte Stahlprodukte gemäß den einschlägigen GOSTs, nach denen wir je nach endgültiger Berechnung einen geeigneten Träger und dessen Querschnitt (Form) auswählen:
Bei der Berechnung wird beispielsweise die Werkslänge des Stahlprodukts mit 6 m angegeben, und der Abstand der Träger wird ebenfalls mit 0,6 m ausgewählt (diese Parameter sind je nach Situation jeweils unterschiedlich).
Wenn Sie eine Zeichnung, ein Projekt oder eine Skizze der Abmessungen der Räume auf Papier haben, müssen Sie die geschätzten Längen festlegen. Freier Abstand (Lsv) ist die Länge der abzudeckenden Spanne. Kenntnis dieser Länge und der minimalen Abstützung des Trägers an der Wand Lop = 120 mm, Wir erhalten die Länge des Strahls (in unserem Beispiel L = 6 m.).
Für die weitere Berechnung müssen Sie den Abstand zwischen den Mittelpunkten der Referenzlängen kennen (Lo) ist die Hauptmenge, die an der Berechnung beteiligt ist (siehe Bild oben).
Zunächst müssen Sie vor der Berechnung selbst die Funktion des Raums festlegen. Zum Wohnquartier - Nach dem Standard beträgt die Zeitbelastung durch den Aufenthalt von Personen 1,5 kPa oder 150 kg / m2. (P1).
Nach den Berechnungsregeln legen wir eine Sicherheitsmarge von 20% fest, daher verwenden wir den Koeffizienten weiter K1 = 1,2
Nachdem wir die Funktion des Raums und die temporäre Last bestimmt haben, müssen wir das Eigengewicht eines Quadratmeters der Bodenbaugruppe (der ganze Kuchen) berechnen und nämlich: Gewicht der Balken, des Fußbodens, der Decke, der Schalldämmung usw. Als Beispiel nehmen wir für die Berechnung das Eigengewicht - 150 kg / m² P2 = 150 kg / m². Gemäß den Regeln ist es jedoch bereits erforderlich, die Zuverlässigkeit absichtlich um 30% zu überschätzen K2 = 1,3.
Wir bestimmen die Hauptparameter für die Berechnung
Zahlung
Wir betrachten also das erforderliche Widerstandsmoment W = M / (Yc * Ry),
W = 9,72 / (0,9 · 240) = 45 cm³.
Nachdem wir den Moment des Widerstands erhalten haben, kehren wir zu den Tabellen der Produkteigenschaften zurück (Abbildungen ganz am Anfang). In diesen Tabellen hat GOST bereits die Werte der Momente für verschiedene Abschnitte ermittelt, anhand derer wir den Strahl auswählen und W nach oben runden:
Für das erhaltene Moment von 45 cm3 ist der I-Strahl Nr. 12 mit einem Wert von W = 58,4 oder der Kanal Nr. 12 geeignet, wobei W = 50,6. In unserem Beispiel wählen wir einen I-Träger aus und prüfen dann die Durchbiegung.
Es ist wichtig zu reservieren, dass, wenn Sie mit I-Trägern nicht zufrieden sind, I-Träger mit breitem Flansch oder Säule vorhanden sind, die bei gleicher Höhe höhere Eigenschaften aufweisen. Aufgrund der besseren Tragfähigkeit können Sie somit die Dicke der gesamten Platte reduzieren:
Nachdem die Wahl des Stahlträgers getroffen wurde, schreiben wir alle Eigenschaften des ausgewählten Produkts von der Platte in die entsprechende Zeile:
- Statischer Moment: S = 33,7 cm3;
- Trägheitsmoment: I = 350 cm4;
- Wandstärke: d = 4,8 mm.
Wir prüfen die Durchbiegung. Bei einem großen Durchhang in der Mitte der Struktur müssen wir den I-Träger neben Nr. 12 nehmen.
Überprüfung:
Für die Berechnung benötigen wir die Hauptsteifigkeitscharakteristik des Materials - dies ist der Elastizitätsmodul, für Stahl ist er gleich:
E = 206.000 MPa.
Wir bestimmen die Durchbiegung nach der Standard-Sopromatformel:
Die berechnete Auslenkung in der Mitte beträgt also 3,89 cm.
Es muss mit den ästhetischen und psychologischen Parametern nach SNiP verglichen werden (Tabelle E.1)
Warum ästhetisch und psychologisch? Tatsache ist, dass trotz der Zuverlässigkeit der Struktur der Durchhang des Strahls "Druck auf die Psyche ausübt" und daher SNiP zulässige Ablenkungen vorsieht.
Stimmen Sie zu, dass wir keinen Blick auf die gekrümmte Decke im Haus werfen wollen, und es scheint, als würde sie gleich knacken und auf den Kopf fallen.
Laut Tabelle haben wir vertikale Auslenkungen für Balken: L / xxx. Um den erhaltenen Wert mit diesem Merkmal zu vergleichen, muss der Parameter der maximal zulässigen Werte berechnet werden:
Bei der Berechnung haben wir als Beispiel einen Balken mit einer Fabriklänge von 6 m genommen, also suchen wir nach der Linie L = 6 m:
Basierend auf den Berechnungen und aus der dargestellten Tabelle vergleichen wir die Auslenkungsparameter: L / 151> L / 200. Da die Durchbiegung stärker ist als der Standard, ist der ausgewählte Stahlträger erfüllt die Bedingung nicht.
Mit anderen Worten, der I-Strahl Nr. 12 wird mit einer Spannweite von 5,8 m - 3,9 cm durchhängen, was laut SNiP nicht akzeptabel ist. Wir haben keine andere Wahl, als den nächsten I-Strahl auf der Liste auszuwählen und erneut zu prüfen.
Mit dem I-Träger Nr. 14 beträgt die Auslenkung 2,4 cm. und der Parameter der maximal zulässigen Werte ist Lo / f = 5,88 / 2,38 = 247.
L / 247
Bitte benutzen Sie es!
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Folgende Themen sind für den Kanal geplant: Kostenvergleich bei Verwendung von Stahl- und Holzbalken sowie eine Reihe von Materialien zu Optionen monolithische Bodenbeläge entlang von Kanälen (I-Träger) und Organisation des Betons in Abschnitten (greift).
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