Двутавровая балка нагрузка таблица – Таблица нагрузки на двутавровую балку: расчет нагрузки на прогиб

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

Расчет нагрузки двутавровой балки – максимальные значения + Видео

Расчет нагрузки двутавровой балки проводится для определения номера из списка сортамента при проектировании несущих конструкций зданий и сооружений. Расчет производится согласно формулам и таблицам, а полученные параметры влияют на процесс проектирования и строительства, а также дальнейшие эксплуатационные характеристики конструкции.

1 Применение двутавровой балки и основные параметры

Основная функция двутавра при проектировании различных зданий и сооружений – создание надежной и эффективной несущей конструкции. В отличии от бетонных вариантов несущих конструкций, использование двутавровой балки позволяет добиться увеличения ширины пролетов жилых или коммерческих зданий и уменьшить массу основных несущих конструкций. Таким образом, существенно повышается рентабельность строительства.

Двутавровое балки

Рекомендуем ознакомиться

Двутавровый швеллер выбирается, исходя из длины и веса. Балки могут быть горячекатаными стандартными или специальными и иметь параллельные или наклонные грани полок. Они изготавливаются из низкоуглеродистой стали различных марок и используются в разных сферах строительства. Согласно нормам ГОСТ 823989, длина двутаврового швеллера может быть от 3 до 12 метров. По типу использования такие балки могут быть балочными, колонными, широкополочными или монорельсными, которые используются для строительства подвесных мостов. Определить тип балки можно по буквенной маркировке в таблице сортамента.

Масса двутавра рассчитывается согласно таблице сортамента, в которой указан конкретный номер и маркировка двутавровой балки, а также показатели ширины, высоты, толщины полок и средняя толщина стенок профиля. Таким образом, для определения массы, согласно таблице, необходимо знать нормативный вес одного погонного метра. Например, балка с номером 45, при весе погонного метра 66,5 кг, имеет длину 15,05 метров.

Помимо расчета массы, который можно провести, используя простой калькулятор, в процессе проектирования необходимо рассчитать максимальную и минимальную нагрузку на изгиб и прогиб (деформацию), чтобы выбрать подходящую под конкретные цели строительства двутавровую балку. Данные расчеты основаны на таких параметрах металлического профиля, как:

• минимальное и максимальное расстояние между полками (стенками) балки с учетом их толщины;
• максимальная нагрузка на будущую конструкцию перекрытия;
• тип и форма конструкции, метод крепления;
• площадь поперечного сечения.

В некоторых случаях для проведения расчетов может понадобиться и шаг укладки, то есть расстояние, через которое балки укладываются параллельно друг другу.

Расчет двутавровой балки, как правило, производится на прочность и прогиб. Для максимально точных расчетов в таблице сортамента и нормах ГОСТ прописаны и такие необходимые параметры, как момент сопротивления, который делится на статистический и осевые моменты. Помимо этого, иногда необходимо знать величину расчетного сопротивления, которая зависит от типа и марки стали, из которой изготовлена двутавровая балка, а также от типа производства (сварная или прокатная). В случае сварного профиля при расчете прочности прибавляется до 30 процентов к вычисленной несущей нагрузке профиля.

2 Выбор металлической балки по номеру и примеры расчета

В таблице сортамента все номера металлического двутавра указаны согласно нормам ГОСТ 823989. Таким образом, выбор номера должен осуществляться с учетом предполагаемой нагрузки на балку, длины пролетов, веса. Например, если максимальная нагрузка на двутавровую балку равна 300 кг/м.п, из таблицы выбирается балка номер 16, при этом пролет будет равен 6 метрам при шаге укладки от 1 до 1,2 метров. При выборе 20-го профиля максимальная нагрузка увеличивается до 500 кг/ м.п, а шаг может быть увеличен до 1,2 метра. Профиль с номерами 10 или 12 означает максимально допустимую нагрузку до 300 кг/м.п и сокращение пролета до 3-4 метров.

Применение балок в строительстве

Таким образом, расчет того, какую нагрузку выдерживает балка, производится так:

• определяется величина нагрузки, которая давит на перекрытие с учетом веса самого профиля (из таблицы), которая рассчитывается на 1 погонный метр профиля;
• полученная нагрузка, согласно формуле, умножается на показатель коэффициента надежности и упругости стали, который прописан в ГОСТ 823989;
• используя таблицу расчетных значений по ГОСТ, необходимо определить величину момента сопротивления;
• исходя из момента сопротивления, выбираем соответствующий номер из таблицы сортамента.

Рассчитывая несущую нагрузку при выборе профиля, рекомендуем выбирать номера балки на 1-2 пункта выше полученных расчетных значений. Несущая способность профиля также рассчитывается при определении нагрузки двутавровой балки на изгиб.

3 Как марки стали влияют на расчеты?

При расчете прочности несущей балки в обязательном порядке учитывается марка стали, которая использовалась в процессе производства, и тип производственного проката. Для сложных конструкций и возведения перекрытий жилых зданий, коммерческих помещений, мостов необходимо выбирать балки из максимально прочных марок стали. Изделия с более высокой прочностью обладают меньшими габаритными размерами, но при этом способны выдерживать большие нагрузки.

Балки на производстве

Таким образом, расчет на прочность рекомендуется проводить несколькими способами, а полученные данные сравнить для получения максимально точных результатов вычислений. При определении прочности необходимо знать нормативные и расчетные напряжения и учитывать такие параметры, как поперечные и продольные силы, а также крутящие моменты. Существует несколько вариантов расчетных калькуляторов, с помощью которых определяется максимально и минимально допустимая нагрузка на прочность.

4 Как вычислить нагрузку на деформацию?

Для определения нагрузки балки на деформацию необходимо учитывать такие параметры, как:

• расчетная и нормативная нагрузка;
• длина и вес перекрытия;
• нормативное сопротивление.

Двутавровые балки для строительства

При этом для некоторых типов балок невозможно рассчитать нагрузку на прогиб, ввиду их формы и видов крепления при строительстве. Следует также понимать, что деформация балки (прогиб) возникает в поворотных углах. Поэтому она сильно зависит от габаритов конструкции, ее назначения, марки стали и других свойств и показателей. Существует несколько формул и вариантов для расчета балки на прогиб, использование которых зависит от расчета деформации внизу и вверху балки. Чаще всего для того, чтобы вычислить максимальную нагрузку на прогиб, специалисты используют универсальную формулу. Величину нагрузки на будущую конструкцию необходимо умножить на ширину пролета в кубическом объеме. Полученный параметр разделите на произведение модуля упругости и величины инерционного момента.

Модуль упругости вычисляется, исходя из конкретной марки стали, момент инерции прописан в ГОСТе по номеру выбранной балки. Полученное число необходимо умножить на коэффициент, равный 0,013. В том случае, если рассчитанный относительный коэффициент деформации больше или меньше, чем прописано в нормативе, то в строительной конструкции необходимо использовать двутавры большего или меньшего типоразмера из таблицы.

Следует понимать, что двутавровая балка, ввиду своей формы, конструкции и веса, довольно редко используется в частном строительстве. Обычно вместо балок применяются более легкие швеллеры или стальные уголки. Но если вы все же используете балку для строительства небольшого частного дома, дачи, то необязательно проводить сложные расчеты по всем видам деформации и нагрузок. Для небольшой конструкции перекрытия достаточно рассчитать максимальную и минимальную нагрузку на изгиб.

tutmet.ru

Как рассчитать максимальную нагрузку на двутавровую балку. Вес двутавровой балки – важный фактор несущей способности

Балка 20 . Применение. Виды. Расчёт двутавра .

Двутавровая балка — прокат, имеющий сечение буквы Н и означающий с латинского языка — «двурогая» с двух сторон («тавр» — бык). Расстояние между полками называют высотой, у двутавра 20го высота составляет около 200 мм или 20 см. Двутавр — это металлопрокат фасонного типа, изготавливаемый из строительной стали — ст3 и низколегированной стали 09Г2С.

Балка двутавровая 20 наиболее распространена в применении у строителей и монтажников, в первую очередь при устройстве каркасов с большими пролётами в зданиях, для перераспределения нагрузки с перекрытий на несущие конструкции. Её используют для мостостроительства, изготовления кранов, автомобилей, трубопроводов, самолётных ангаров, в железнодорожном строительстве и т. д. 20й профиль производят по 8239 ГОСТ двутавры стальные , госстандарту 26020-83, двутавр гост 19425-74 и техническим условиям СТО АСЧМ 20-93.

Двутавр 20й подразделяют по СТО АСЧМ 20 на нормальную балку 20Б с параллельными гранями полок, широкополочную балку 20Ш и 20К — для колонн. Двутавр СТО АСЧМ 20-93 с высотой 20 см имеет грани полок, которые параллельны. СТО двутавр производится НЛМК, который и разработал данный стандарт. По такому стандарту производится также балка 09Г2С , которая также подразделяется на нормальную балку, колонную и широкополочную. Металлопрокат из низколегированной стали может употребляться как при очень низкой температуре, так и при высоких температурах, не подвергаясь деформации.

Двутавр стальной 20Б1 имеет массу метра — 21,3 килограмм. Масса 20Ш1 составляет 30,6 кг в метре, вес колонной балки 20К1 — 41,4 кг, вес двутавра 20К2 — 49,9 кг. Параметры двутавра 20Б1: высота (h)- 200 мм, ширина полки (b)- 100 мм, толщина стенки (s) — 5,5 мм, толщина полки (t)- 8,0 мм. Широкополочный 20й профиль 20Ш1 имеет следующие характеристики: h — 194 мм, b- 150 мм, s — 6 мм, t — 9 мм. Колонная балка 20К1 обладает h 196 мм, b стенки — 199 мм, s стенки — 6,5 мм, t полки — 10, 0 мм.

Балка 20 по стандарту 19425 может быть монорельсовой (обозначается буквой М) и спец. (именуется буквой С). Этот ГОСТ распространяется на горячекатаные двутавры с полками, имеющими наклон внутренней поверхности полок. Монорельсовый двутавр, известный как кран балка, предназначена для крановых путей, как несущий мост в козловом или мостовом кранах, как подрельсовая балка. Такое изделие характеризуется высокой прочностью и способно противостоять большим нагрузкам, давлению, скручиванию. Специальная балка применима в стволе конструкций, которые обеспечивают движение подъёмных стволов, то есть для армирования стволов шахт, а также в сооружении лестниц и прокладке инженерных коммуникаций, креплении водоотливов.

Специальный профиль 20С имеет следующие параметры — двутавр размеры : высоту — 200мм, ширину полки — 100 мм, толщину стенки — 7 мм, толщину полки — 11,4 мм. Масса 1 м такого двутавра составляет 27,9 кг. Вес погонного метра балки в таблицах теоретический, он нужен для того,чтобы рассчитать самостоятельно вес целой балки или необходимое количество метров и штук двутавра. Итак, если балка 20 на складе металлоторгующей компании имеется длиной 12м, то чтобы выяснить вес одного хлыста, нужно двутавр вес 1 метра 27,9 умножить на 12м. Зная общее количество метров балки, легко можно посчитать общий вес необходимого металлопроката. На практике это лучше всего выяснить, уточнив у менеджеров компании АО «Металлоторг», которые кроме того подскажут стоимость металла, двутавр цена за метр, выпишут счёт, чтобы двутавр купить , и решат все текущие вопросы по загрузке и доставке.

Двутавр ГОСТ 8239 89 — на сортамент двутавров , имеющий отличие — наклон внутренних поверхностей полок. Такая балка с расстоянием между полками 200 мм имеет ширину этих полок — 100 мм, толщину металла посередине высоты — 5,2 мм, толщину полок 8,4 мм.

Какой двутавр лучше? Горячекатаный двутавр или сварной?

Чтобы выбрать между горячекатаной балкой 20 и сварным профилем с похожими параметрами, вычиляют момент сопротивления. Для этого учитывают нагрузку на перекрытие, непрерывную и краткосрочную нагрузку, используют табличные данные — коэффициент прочности и допустимый прогиб для несущих конструкций.

01.10.2010, 11:47

расчет:
1) брус 200*200*6000 через 0,5М =22 т.р (прогиб 20 мм)
2) двутавр 20Б ч/з 1,2м =27 т.р. (прогиб 20 мм)

По весу 1) -90 кг брус, 2)- 120 кг балка

В теории решения очень похожи. интересует практика что все таки лучше?

Зеленый Кот

01.10.2010, 11:55

Брус.
Железом вообще не стоит делать любые несущие конструкции ибо при пожаре дерево держится до последнего, а железо — хрясь и готово.

01.10.2010, 15:55

Температура при которой пойдет деформирования двутавр с жизнью несовместима. Тем более если снизу это все будет обшито гипсокартоном.

Если все же решите делать деревом, то советую 200х60х6000 с шагом 600 мм.

01.10.2010, 16:55

«хрясь и готово» — а не все ли равно уже будет)))

Оно может деформироваться в одном месте, и прилететь в другое, где еще остались условия для жизни… 🙂 но в целом вы правы.
+Дерево само по себе будет поддерживать горение, а железо нет…

Зеленый Кот

01.10.2010, 17:41

Температура при которой пойдет деформирования двутавр с жизнью несовместима.
Неправильно.
Одно дело когда он сам по себе, а другое, когда он под нагрузкой.

До недавнего времени вообще было запрщено использовать в качестве стропил мет. профиль, теперь же смотрю делают вовсю.

Советую 200х60х6000 с шагом 600 мм
Малавато будет, малавато — смотрим какулятор.

01.10.2010, 20:32

У меня в одном помещении пролет получился 5,7 метров, перекрытие между 1 и 2 этажом. Я выбрал двутавр 20Б через 1,3 метра, вроде по расчету двутавр был крепче, чем дерево. Стоит учесть что дерево можно найти 6,5 метров, а длина двутавра 11,7 метра или 12 метров (для перекрытия пролета 6 метров надо как минимум 15 см на сторону) . Правильнее было бы уложить плиты, но у меня не получилось. Разница между деревом и двутавром была гдето 10-12%. При кладке стен устанавливал между вырезом в газоблоке и двутавром пенопласт 3 см.
На счет пожара-надо предохроняться.

02.10.2010, 00:47

А я на 6 м пролет положил 5,8 метровую жб плиту и ни о чем больше не задумываюсь. Не горит, не плавится, не гнется…

02.10.2010, 09:00

Спасибо всем, я все таки склоняюсь к двутавру,поскольку он прочнее, я на перекрытие хочу стены внутренние из пеноблока 100 см поставить. (хотя наверное можно было по 2 бруса под стену положить)
то wawan001 пролет 6М это по осям стен, то есть по 15 см с каждой стороны опора будет.
то Кот, я предполагаю если засыпать негорючий утеплитель аля керамзит то гореть там вообще нечему будет (дом из пеноблока).

И еще вопрос если перекрывать двутавром можно ли вместо крайних балок использовать деревянную скажем 50-ку закрепленную к боковым стенам??

02.10.2010, 18:30

Есть другой вариант.

02.10.2010, 19:12

Есть другой вариант.
Делаете несущую балку (пускай из двутавра), на которую укладываете простые деревянные балки перекрытия. Это гораздо дешевле выйдет.
Двутавров понадобится один-два, но мощных. По цене все равно выйдет дешевле.

Я так себе сделал

02.10.2010, 20:01

dengt , у меня эта идея приходила в голову с точки зрения технологичности устройства в будущем полов, если деревянные перекрытия устанавливать внутрь двутавра, а по верх делать контробрешетку (балки по расчету). Расстояние от края балки до двутавра 40 см- надежно. Ведь по расчетам на крайнии балки нагрузка меньше раза в 2 чем на соседнию, можно положить балку 150х200 или взять 2 штуки доски 50х200 и между ними установить отрезки доски того же размера длиной 1,5 метра, а 50-ка думаю хлипковата, хотя если к стене притянуть может и нормально будет. Если уверен в крепеже то наверное да.

04.10.2010, 0

samibm.ru

Расчет несущей способности балок, вес двутавровой балки

Несущая способность однопролетной металлической балки при равномерно распределенной нагрузке и шарнирном закреплении на опорах

1. Например, мы в качестве балок ддя перекрытия помещения размерами 4 на 6 метров использовали 4 профильных трубы сечением 100х100 мм с толщиной стенки 5 мм. Тогда длина пролета балки составит l = 4 м, а шаг балок 6/5 = 1.2 м. Согласно сортаменту для квадратных профильных труб момент сопротивления такой металлической балки составит Wz = 54.19 см3.

2. Расчетное сопротивление стали следует уточнять у производителя, ну а если оно точно не известно, то можно принимать наименьшее из возможных, т.е. R = 2000 кг/см2.

Калькулятор балок – расчет для разнотипных конструкций

Тогда максимальный изгибающий момент, который может выдержать такая балка:

M = WzR = 54.19·2000 = 108380 кгсм или 1083.8 кгм.

4. При пролете 4 м максимальная распределенная нагрузка на погонный метр составляет:

q = 8M/l2 = 8·1083.8/42 = 541.9 кг/м.

5. При шаге балок 1.2 м (расстоянии между осями балок) максимальная плоская равномерно распределенная нагрузка на квадратный метр составит:

q = 541.9/1.2 = 451.6 кг/м2 (сюда входит и вес балок).

Вот и весь расчет.

Несущая способность однопролетной металлической балки при действии сосредоточенных нагрузок и шарнирном закреплении на опорах

Если на металлические балки перекрытия сверху уложены сначала лаги, а потом уже делается перекрытие по лагам, то на такие металлические балки будет действовать не одна равномерно распределенная нагрузка, а несколько сосредоточенных. Впрочем перевести сосредоточенные нагрузки в эквивалентную равномерно распределенную совсем не сложно — достаточно просто разделить значение равномерно распределенной нагрузки, которую мы уже определили, на коэффициент перехода.

Например, если мы по металлическим балкам уложили лаги через каждые 0.5 метра, то есть всего 4/0.5 +1 = 9 лаг — сосредоточенных нагрузок. При этом крайние лаги можно вообще в расчет не брать и тогда количество сосредоточенных сил будет = 7, а коэффициент перехода от сосредоточенных нагрузок к эквивалентной равномерно распределенной составит γ = 1.142.

Тогда максимальная равномерно распределенная нагрузка, которую может выдержать данная металлическая балка, составит:

q = 451.6/1.142 = 395.4 кг/м2

Конечно же металлические балки могут быть и многопролетными или иметь жесткое закрепление на одной или двух опорах, т.е. быть статически неопределимыми. В таких случаях изменится только формула определения максимального изгибающего момента (см. расчетные схемы для статически неопределимых балок), но весь алгоритм расчета останется таким же.

Вес двутавровой балки – важный фактор несущей способности

Технические характеристики металлического профиля необходимы, чтобы их правильно применять в строительстве, ведь несмотря на большое разнообразие сфер применения, суть остается одна – создать надежную несущую конструкцию. Она позволяет преобразовывать архитектуру сооружений:

• увеличивает ширину пролетов зданий;
• значительно, примерно на 35%, уменьшить массу несущих конструкций;
• существенно увеличить рентабельность проектов.

Говоря о достоинствах конструкции, нельзя не отметить и минусы, хотя их немного. Основные из них – это

• необходимость применять при создании ребер жесткости дополнительную арматуру;
• достаточно существенные трудозатраты, которые нужны для ее изготовления.

Однако, следует отметить, что с другой стороны дополнительные ребра жесткости дают возможность:

• уменьшить общую металлоемкость сварной металлоконструкции, так как ощутимо уменьшают толщину стенок. Таким образом удается понизить ее стоимость, но целиком сохранить механические характеристики;
• помимо этого облегченная конструкция экономична и с точки зрения устройства фундамента, поскольку после снижения общей массы можно использовать фундамент под БМЗ (быстровозводимые здания).

Чтобы найти двутавр, подходящий для конкретного случая, требуется произвести некоторые расчеты. Обычно для этого используют таблицы или онлайн калькуляторы. В их основе лежат заданные два параметра: расстояние от одной стены до другой и будущая нагрузка на строительную конструкцию.

Прочность двутавровой балки определяется такими параметрами, как:

• длина,
• метод закрепления,
• форма,
• площадь поперечного сечения.

Большее распространение получили изделия с буквой «Н» в сечении.

Жесткость металлической конструкции двутавра в 30 раз превышает жесткость квадратного профиля, а прочность, соответственно, в 7 раз.

Длина данной металлоконструкции бывает разной, к примеру, в случае ГОСТ 8239-89 это 4 –12 метров, то есть в зависимости от сортамента размеры и вес балки двутавровой отличаются. Помимо длины величина веса определяется толщиной металла и размерами граней. Поэтому для выполнения различных расчетов было введено понятие «вес метра балки двутавровой».

При покупке сварной конструкции обязательно требуется расчет на прочность, а для конкретного использования еще и расчет на прогиб. Грамотный расчет нагрузки на двутавровую балку позволит обеспечить устойчивость конструкции к проектным воздействиям, то есть способность воспринимать их без разрушения.

Нагрузка собственного веса

Чтобы определить в случае необходимости вес двутавровой балки пользуются специальными таблицами, где расписаны ее характеристики, к примеру, габариты, марка стали и т. д. В таблице представлена теоретическая масса 1 м профиля.

балка двутавровая размеры и вес (ГОСТ 8239-89)

Пример расчета двутавра

Предположим необходимо рассчитать вес двутавра № 12 длиной в 3 метра. Согласно таблице условная масса погонного метра данного профиля равна 11,50 кг. Если перемножить полученные значения, то получим величину общей массы – 34,5 кг.

Точнее значение веса сварной металлоконструкции можно посчитать, используя специальные онлайн калькуляторы.

В калькуляторе выбирают соответствующий номер двутавра и вводят необходимый метраж. Как видите, полученное значение больше рассчитанного нами на 0,12 кг.

Несущая способность

Среди всех типов балок двутавровая имеет наибольшую прочность, более того, она устойчива к температурным перепадам. Допустимая нагрузка на двутавр бывает указана на маркировке, как размер. Чем больше число, указанное в его наименовании, тем большую нагрузку может воспринимать балка.

Любой расчет предполагает изначальное знание размеров прокатного или сварного профиля, его длины и ширины. Проясним смысл значения ширины на примере самой популярной балочной опоры – колонны.

Предположим, что в сечении колонны лежит квадрат со стороной 510 мм, тогда на нее можно будет опереть профиль, для которого ширина не может превышать 460 мм. Это связано с тем, что двутавр придется приваривать к железобетонной подушке, а для сварочных швов понадобится запас, по крайней мере, в 40 мм.

После определения ширины переходят к выбору профиля и расчету нагрузки, воздействующей на профиль. Она представляет собой совокупность воздействий от перекрытия, а также воздействий временного и постоянного характера.

Нагрузку, выражающую величину нормативной нагрузки, собирают на длину 1 м профиля.

2.4. Общий порядок расчета балки

Но, расчет несущей способности двутавровой балки предполагает учет другого воздействия. Чтобы получить расчетную нагрузку, рассчитанное нормативное воздействие умножается на так называемый коэффициент прочности по нагрузке. Остается к результату прибавить уже подсчитанную массу изделия и найти его момент сопротивления.

Полученных данных достаточно, чтобы из сортамента подобрать профиль, необходимый для изготовления сварного профиля. Как правило, с учетом прогиба конструкции рекомендуется выбирать профиль выше на два порядка.

Сварная металлическая конструкция должна использовать примерно 70–80% от максимально допустимого прогиба.

Усиление

Если несущая способность двутавра оказывается недостаточной, то возникает необходимость ее усиления. Для различных элементов сварной конструкции этот вопрос решается по-разному.

К примеру, для элементов, воспринимающих нагрузки типа растяжения, сжатия или изгиба, используют такой вариант усиления: увеличивают сечение, иначе говоря, повышают жесткость, скажем, приварив дополнительные детали.

Теоретически – это один из лучших вариантов усиления, однако, при его реализации не всегда удается получить требуемый результат. Дело в том, что элементы в процессе сварочных работ нагреваются, а это несет за собой уменьшение несущей способности.

В какой степени можно ожидать такого понижения зависит от размеров двутавра и режима и направления сварочных работ. Если для продольных швов максимальное понижение оказывается в пределах 15%, то для швов в поперечном направлении оно может достичь и 40%.

Поэтому при усилении двутавра под нагрузкой категорически запрещено накладывать швы в направлении, поперечном к элементу.

Расчетно и экспериментально было доказано, что оптимального результата усиления под нагрузкой можно получить при максимальном напряжении в 0,8 Ry, то есть 80% расчетного сопротивления стали, которая была использована для изготовления двутавра.

Расчет стальной прокатной балки.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Исходные данные:

Тип балочной клетки – упрощенный.

Шаг главной балки=1,4м.

Пролет главной балкиl=6,8м.

Тип конструкции перекрытия А.

Нормативная пролетная нагрузка

Допустимый прогиб

Требуется произвести расчет главной балки прокатного двутаврого сечения

по первой и второй группе предельных состояний.

Как правильно произвести расчеты металлической балки?

Выполнить эскиз сечения

балки и узел опирания.

Общие исходные данные для решения задачи.

1. Коэффициент условия работы =0.9

2. Коэффициент надежности по назначению здания =0.95

3. Материал: сталь, марки ВСт3nс6-2

4. Модуль упругости прокатной стали Е=2.06*105Мпа

Решение

1.Составляеться конструктивная и расчетная схема балки.

2. Подсчет нагрузок на балку. Определение силовых факторов. Грузовая

площадь приходящаяся на один метр длины балки.

Сбор нагрузок на 1 м длины балки

Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка, Па	Коэффициент надежности по нагрузкам	Расчетная нагрузка
Постоянные (от перекрытия) 1. От паркета дубового	1,4	190,4	1,2	228,48
2. От мастики битумной	1,4	44,1	1,2	52,92
3. От цементно-песчаной стяжки	1,4		1,3
4. От звукоизоляции	1,4	79,8	1,2	95,76
4. От ж/б плиты	1,4	1,1
5. Собственный вес двутавра балки (I 45)		1,05	698,25
Итого постоянные		7139,3		7963,41
Временные Полезная на перекрытие	=5000*1,4=	1,2
Полная		14139,3		16363,41

Определение силовых факторов:

а) расчетный изгибающий момент и поперечная сила от расчетных нагрузок

б) расчетный изгибающий момент и поперечная сила от нормативных нагрузок

3.Марка стали: сталь ВСт3пс6-2

4. Требуемый момент сопротивления балки:

5. Принимаем двутавр №30.

h=300мм – высота сечения

— момент сопротивления сечения

— момент инерции сечения

Масса 1 м длины двутавра 36,5к

6. Проверяется достаточность высоты подобранного двутавра

Условиевыполняется.

7. Масса 1м длинны подобранного двутавра и масса 1м длины предварительно

принятого не совпадают, требуется пересчет.

Сбор нагрузок на 1 м длины балки

Вид нагрузки	Подсчет	Нормативная нагрузка, Па	Коэффициент надежности по нагрузкам	Расчетная нагрузка
Постоянные (от перекрытия) 2. От паркета дубового	1,4	190,4	1,2	228,48
2. От мастики битумной	1,4	44,1	1,2	52,92
3. От цементно-песчаной стяжки	1,4		1,3
4. От звукоизоляции	1,4	79,8	1,2	95,76
4. От ж/б плиты	1,4	1,1
5. Собственный вес двутавра балки (I 30)		1,05	383,25
Итого постоянные		6839,3		7648,41
Временные Полезная на перекрытие	=5000*1,4=	1,2
Полная		13839,3		16048,41

Определение силовых факторов:

8. Проверка прочности подобранного двутавра:

Условие выполняется.

9.Проверка жесткости подобранного двутавра

Предполагаемый абсолютный прогиб проектируемой балки

Условие выполняется.

12Следующая ⇒

astgift.ru

схемы крепления, выбор номера профиля

Двутавр – вид фасонного проката с поперечным сечением Н-образной формы, обладающий высокими прочностными характеристиками. Благодаря этому, он широко применяется при строительстве многоэтажных большепролетных сооружений. Точный выбор подходящего номера проката осуществляют специалисты с помощью расчетов, учитывающих нагрузки, которые будет испытывать двутавр во время эксплуатации. Для приблизительного определения номера профиля можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Схемы крепления Н-образного профиля

Для удобства проведения расчетов того, какую максимальную нагрузку может выдержать двутавр, все варианты использования профиля были сведены к нескольким стандартным схемам. Схемы различаются по способу крепления двутавра и приложения нагрузки:

• На двух шарнирных опорах, расположенных на концах профиля. Первый вариант – с равномерно распределенным нагружением, второй – со сосредоточенным усилием по центру.
• Консоль. С равномерным или сосредоточенным усилием.
• На двух шарнирных опорах с вылетом, балка нагружена равномерно по всей длине или сосредоточенно.
• Балка на двух жестко защемленных опорах с различными типами усилий.

После выбора формальной схемы осуществляют сбор нагрузок, которые будет испытывать балка.

Сбор нагрузок

Для проведения расчетов на предельные состояния по прочности и прогибу определяют все усилия, которые будут воздействовать на двутавр. К ним относятся:

• Постоянные. Собственный вес металлопрофиля и перекрытия.
• Временные. К ним относятся три типа усилий: длительные, кратковременные, особые. К длительным, например, относится масса временных перегородок. Кратковременные – вес людей, ветровые, снеговые и другие воздействия. Особые – взрывные, вулканические.

Внимание!  В зданиях, в которых угол ската превышает 60°, воздействие снегового покрова в расчет не принимается.

Существует еще одно разделение усилий – на расчетные и нормативные, определяемые нормативной документацией.

Выбор номера профиля

Для определения номера профиля с помощью онлайн-калькулятора, помимо определения стандартной схемы крепления балки, действия на нее усилий и сбора нагрузок, необходимо указать длину пролета, материал, используемый при изготовлении металлопродукции. При подборе по предельным состояниям между двумя номерами выбирают изделие с более массивным сечением.

Примеры выбора профиля:

• двутавр №10 – для пролетов 3-4 м, шаг – 1 м, усилие – 300 кг/пм;
• номер 16 – пролет 6 м, шаг 1 м, воздействие – 300 кг/пм;
• двутавр №20 рассчитан на более высокую нагрузку – 400-500 кг/м, пролеты – 3-4 м, шаг балок – 1,1, 1,2 м.

metallz.ru

Двутавровая балка — размеры и вес, таблица для расчета по ГОСТу и цена

Одним из самых распространенных продуктов металлопроката является двутавровая балка. Это изделие из металла состоит из двух параллельных граней полок и перегородки, которая находится между ними, соединяя их. В сечении имеет вид буквы «Н», чаще всего производство двутавра выполняется из углеродистой и низколегированной стали (незначительные добавки других элементов в расплав, для придания каких-либо новых качеств металлу).

Двутавровая балка широко используется практически во всех видах деятельности, где необходимо создание прочных опорных конструкций. Балка берет на себя всю нагрузку и передает ее несущим деталям конструкции со сбалансированным распределением на опорные поверхности.

Чаще всего двутаврые изделия применяют в следующих сферах:

1. В строительстве, при постройке высотных зданий, эти профиля используют для обустройства кровли, перегородок между этажами и колонн.
2. При проектировании и создании мостов и других сооружений с надежным опорным основанием.
3. Для армирования шахт.
4. На промышленных предприятиях.
5. В хозяйстве и в других сферах деятельности, где требуется сформировать прочное сооружение с выдерживанием определенных нагрузок.

Виды и классификации

В зависимости от области применения, двутавровые профили создаются с разными характеристиками и классифицируются по следующим параметрам:

1. Сфера предназначения.
2. Ширина граней полок.
3. Угол наклона граней полок.
4. Методы производства.
5. Используемые сырьевые материалы для изготовления балок.

Благодаря совокупности технических характеристик и прямого назначения существуют такие виды профилей:

1. Широкополочный – этот тип изделия позволяет конструкции получить дополнительную прочность сечению. За счет минимальной трудозатратности производственного процесса, такой вид балки считается самым доступным и распространенным. Маркируется буквой «Ш».
2. Двутавр с параллельными гранями, нормальный – имеет те же характеристики, что и у двутавра горячекатаного с широкими полками. Обычно применяются для строительства опорных конструкций. Имеет маркировку «Б».
3. Колонный. Предназначен для строительства колон в зданиях. Маркируется литерой «К».
4. С уклоном граней полок – предназначен для конструкций с очень высоким поперечным давлением. Делится на две подгруппы:
   • М – угол уклона составляет до 12%;
   • С – угол уклона составляет до 16%;

Технология производства

В настоящее время, при изготовлении двутавровых профилей используют два способа:

Сварной метод

Получаемый путем сварки деталей.

Весь технологический процесс по изготовлению двутавров сварным методом можно определить несколькими этапами:

1. Формирование заготовки. Сначала определяется нужная длина и ширина, затем методом термической резки, на листовом металле делается раскрой нужных нам полос. Балка не должна иметь поперечные швы – это нарушает крепость всего сооружения.
2. Обработка краев фрезером. Это осуществляется для повышения качества сварочного шва.
3. Комплектация заготовок, это процесс, как правило, автоматизирован и выполняется на специальных станках для сборки деталей. Применение автоматизации значительно сокращает время и трудозатраты на технологический процесс и повышает качество балки, в отличие от ручной сборки, где несоблюдения симметрии расположения заготовки на столе, приводит к снижению опорных свойств и соответственно к браку продукции.
4. Сварка заготовок, осуществляется за счет автоматических сварочных аппаратов, с возможностью регулировки видов швов и их последовательность.
5. Обработка граней полок. При термической обработке металла не избегнуть неровностей поверхности, поэтому окончательным этапом является передача изделия со сварочной линии на правильную машину, для выравнивания и придания правильной формы готовой продукции.

Горячекатаный метод

Изготавливает продукцию на прокатных станках горячего деформирования. Вся технология производства несложная и заключается в том, что термически обработанная заготовка проходит по линии стана, через ряды валков. Этот процесс и обеспечивает формирования заданного сечения.

Достоинства, недостатки и размеры

Металлоемкость – важнейший фактор, чем она ниже, тем легче изделие и соответственно это влияет уже на общий вес конструкции.

Изготовленные двутавровые профили, любого способа изготовления, имеют не только положительные стороны, но и отрицательные.

Главным преимуществом сварного двутавра является возможность производства балки с индивидуальными параметрами, которые указывает клиент во время заказа. При этом очень важный фактор для предприятия – это практически безотходное производство, ведь при частных заказах, задаются данные, по которым уже идет раскрой металлического листа, без остатков.

К отрицательным сторонам можно отнести пользование сверх нормы арматуры, для формирования ребер жесткости. Также идут дополнительные затраты по ее изготовлению. Но вместе с тем ребра жесткости помогают снизить уровень толщины стенки и тем самым уменьшить ее металлоемкость.

Чем легче балка, тем меньше затрачено металла на производство, и цена готового изделия становится ниже.

Преимущество горячекатаных профилей:

1. Основным достоинством служит то, что такой вид балок имеет единую монолитную структуру.
2. Отсутствие шовных соединений.
3. Автоматизация производственного процесса. Это дает возможность не использовать арматуру по типу ребер жесткости.

Существуют два основных недостатка – это значительная металлоемкость и соответственно увеличенный вес всего сооружения. И параметры балки, ведь прокатные станки могут производить балки только со стандартными размерами.

Размеры и сортамент

У каждого производителя в соответствии с ГОСТ и своими производственными мощностями, обусловлен свой сортамент изделия.

Главные критерии, определяющие сортамент:

1. Параметры высоты стенки.
2. Параметры ширины полок.
3. Полная или частичная симметрия.
4. Параметр толщины стенок и полок.

Готовая продукция всегда сертифицирована и соответствует всем нормам, предусмотренным ГОСТом. Здесь четко описываются все геометрические параметры и классификации изделия – это и есть сортамент.

Расчет веса и стоимость

В случае необходимости теоретического расчета веса двутавровой балки, нужно обратиться к таблице в ГОСТе или в справочнике.

Шапка таблицы имеет такой вид:

Номер балки	Размеры балки				Масса 1м, кг	Метров в тонне
	h, высота	b,	s	t

Руководствуясь справочником и такой таблицей, очень просто вычислить вес балки. Единственное, необходимо помнить о том, что вес указан на один погонный метр, это означает – полученное значение с таблицы умножить на количество метров расчетного изделия.

Расчет нагрузки

Расчетную нагрузку балки определяют еще задолго до покупки изделия. Ведь очень важно перед проектированием строительства правильно произвести все расчеты, учитывая назначение опорной балки.

После определения с номером и видом двутавра, можно произвести теоретический расчет несущей нагрузки балки.

Первым делом необходимо учесть все виды будущих нагрузок, таких как:

1. Нагрузка от перекрытия, постоянная (образуются по итогу строительства) и временная (обусловлена сезонностью и регионом расположения конструкции), затем выбранный параметр суммируется с весом самой балки. Эти вычисления производят в перерасчете на один метр погонный.
2. Полученный результат умножается на коэффициент надежности, руководствуясь ГОСТом 8239 – 89.
3. Вследствие полученной нагрузки определяется момент сопротивления, согласно таблице расчетных значений ГОСТа 8239 – 89.
4. Исходя из определенного момента сопротивления, находят нужный соответствующий номер двутавра из приведенного сортамента ГОСТ 8239 – 89.

Для перестраховки, инженера рекомендуют делать выбор номера двутавра в таблице на два порядка выше, так в дальнейшем нужно будет вычитывать величину прогиба балки.

Стоимость на двутавры рассчитывается исходя из выбора сырья и метода производства, приложенных энергозатрат и трудозатрат.

В связи, с нестабильной ситуацией на мировом рынке, стоимость на такой вид металлопроката постоянно варьируется в пределах от 500 до 600 $ США за тонну. Но это не приостанавливает производство двутавровых балок разного сортамента, ведь в современном мире это изделие является незаменимым во всех сферах деятельности.

househill.ru

Размеры сечения двутавра — подбор, расчет, площадь сечения двутавровой балки

Балка с профилем Н-образной формы – мерный отрезок фасонной металлопродукции, изготовленный способом прокатки или сварки. Подбор размеров поперечного сечения двутавра осуществляется в соответствии с таблицами сортамента (совокупности основных характеристик), представленными в соответствующих ГОСТах.

При одинаковой высоте стенки различные виды двутавра имеют разное соотношение высоты стенки и ширины полок, неодинаковую толщину этих элементов, и следовательно разную площадь сечения. Профиль, изготовленный способом горячей прокатки, может иметь параллельные или наклонные внутренние грани.

Как подобрать форму сечения двутавровой балки, в зависимости от назначения?

Горячекатаный металлопрокат с параллельными внутренними полками граней бывает следующих групп, согласно ГОСТу 26020-83:

• «Б» – нормальная. Диапазон номеров – 10-60. Толщина стенки составляет до 1/58 ее высоты. Металлопродукция применяется при монтаже перекрытий путепроводов, возведении мостов и эстакад.

• 

  «Ш» – широкополочная. Подразделяется на разрезную и неразрезную продукцию. Разрезные изделия, позволяющие получать две тавровые балки, применяют для укладки на один пролет, неразрезные – на один или несколько. Производство таких металлоизделий требует увеличенного (на 10-12%) расхода металла, что можно считать минусом. Плюсы: возможность установки в качестве самостоятельного элемента без дополнительных деталей, что существенно сокращает скорость проведения работ.

• 

  «К» – колонная. Особенность сечения этого вида двутавра – увеличенная толщина полок. Продукция выполняет функции несущих элементов строений, применяется для устройства больших пролетов, способна выдерживать значительные крановые нагрузки. В сортаменте это самые тяжелые и износостойкие профили.

Расчет сечения двутавровой балки по нагрузке

Для точного определения необходимого номера и типа Н-образного профиля используются сложные формулы. В расчетах учитывают длину изделия, тип закрепления, наличие или отсутствие ребер жесткости, количество опор, шаг между отрезками металлопроката, нагрузку на перекрытие или со стороны верхнего этажа, марку стали.

В упрощенном варианте нагрузку на перекрытие с учетом собственного веса двутаврового профиля без цементной стяжки принимают равной 350 кг/м2, с цементной стяжкой – 500 кг/м2 (средние значения). Шаг между металлическими балками обычно – 1 м, в некоторых случаях в целях экономии шаг увеличивают до 1,2 м.

Таблица для выбора номера Н-образного профиля, в зависимости от нагрузки, длины пролета и шага между изделиями

Общая нагрузка, кг/м2	Длина пролета
	3 м при шаге			4 м при шаге			6 м при шаге
	1,0 м	1,1 м	1,2 м	1,0 м	1,1 м	1,2 м	1,0 м	1,1 м	1,2 м
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

treydmetall.ru