балки 1 класса что это

Почему в стенках балок 1-го класса допускается пластика формулой (44)?

Юмористические расчеты, комедийные диссертаций, цирковые статьи

Юмористические расчеты, комедийные диссертаций, цирковые статьи

Юмористические расчеты, комедийные диссертаций, цирковые статьи

Юмористические расчеты, комедийные диссертаций, цирковые статьи

Юмористические расчеты, комедийные диссертаций, цирковые статьи

Ну да, там превышение напряжений на 15%))), которые в пластике дадут менее 0.5% пластики

Источник

Расчет стальных однопролетных балок с шарнирными опорами при изгибе согласно СП 16.13330.2011

В связи с этим при расчете стальных балок, работающих на изгиб, помимо обычного и вполне понятного требования к изгибаемым элементам:

Примерный текст свода правил дан курсивом. При этом конечно же рассчитывать стальные балки следует, руководствуясь именно нормативными документами, а данная статья, не более чем мое понимание изложенного в нормативных документах.

Общие положения

Расчет балок (изгибаемых элементов) в зависимости от условий эксплуатации и назначения конструкций выполняется без учета или с учетом пластических деформаций.

При этом классификация элементов конструкций, рассматриваемых в СП 16.13330.2011 в зависимости от напряженно-деформированного состояния (НДС) поперечного сечения выглядит следующим образом:

|σ| Расчет на прочность изгибаемых элементов сплошного сечения

Расчет балок 1-го класса на прочность выполняется по следующим формулам:

1. При действии изгибающего момента в одной из главных плоскостей (относительно одной из главных осей инерции)

К сожалению ни в СНиП II-23-81* «Стальные конструкции», ни в СП 20.13330.2011, являющегося актуализированной редакцией данного СНиПа, не даются пояснения по поводу приведенных в формуле буквенных обозначений различных величин. Кроме того, не указывается, что таким образом определяются именно нормальные напряжения σ в рассматриваемом сечении (в связи с этим формула (514.4) отличается от приводимых в СНиП и в СП. А кроме того, все формулы в СП отличаются от приведенных в СНиП тем, что обе части уравнения делятся на значение правой части и поэтому в правой части остается единица).

Впрочем для человека, знакомого с основами теории сопротивления материалов, этот смысл примерно понятен.

Как мы уже говорили данная формула основана на общем требовании к изгибаемым элементам (см. формулу (507.10.8) в начале статьи. Таким образом

2. При действии в сечении поперечной силы:

В данном случае пояснения к буквенным обозначениям, использованным в формуле (519.5) также не даются, но по-прежнему человеку знакомому с основами теории сопротивления материалов, общий смысл понятен:

Значения момента сопротивления, момента инерции, статического момента отсеченной части сечения определяются по сортаментам прокатных профилей.

2.а) Если стенка ослаблена отверстиями (например, при креплении полок к стенке болтами через уголки), то значение t_w дополнительно делится на коэффициент α, определяемый по формуле:

Не смотря на то, что в малоэтажном частном строительстве подобная ситуация маловероятна, тем не менее общий смысл данной рекомендации, думаю, понятен: любое ослабление сечения отверстиями приводит к увеличению касательных напряжений в стенке.

3. При действии местного напряжения σ_loc в опорных сечениях, а также в местах приложения нагрузки к верхнему поясу балки, не укрепленной ребрами жесткости, выполняется расчет на прочность стенки балки

В случае, показанном на рисунке 519.2:

Рисунок 519.2. Схема для определения длины распределения нагрузки на а) сварную балку б) прокатную балку.

условная длина распределения нагрузки определяется по формуле:

l_ef = b + 2h (519.8)

В СНиПе для сварных балок размер h соответствовал толщине верхнего пояса балки, т.е. дополнительное перераспределение напряжений в зоне сварных швов не учитывалось. На мой взгляд это вполне разумное требование, обеспечивающее дополнительный запас прочности. Теперь же требования в этом пункте стали менее жесткими, впрочем сварные балки в малоэтажном строительстве, которому посвящен данный сайт, применяются крайне редко.

И еще, при определении местных напряжений в опорных сечениях однопролетных балок с шарнирными опорами следует учитывать неравномерность распределения этих напряжений из-за имеющегося угла поворота поперечного сечения на опоре. Больше подробностей смотрите в статье «Расчет опорного участка балки на смятие».

3. При действии в стенке балки нормальных и касательных напряжений:

Вот только согласно четвертой теории прочности приведенное напряжение σ_пр на одной из главных площадок напряжений будет в 1.15 раза больше. Другими словами значение нормального напряжения, полученное согласно четвертой теории прочности, в данном случае умножается на 0.87, т.е. действующие нормативные документы в случае плоского напряженного состояния допускают расчет по завышенному расчетному сопротивлению (в СНиПе формула (519.8) и выглядела соответствующим образом).

А чтобы сомнений в этом не возникало, в нормативных документах даются следующие пояснения:

Изгибающий момент при этом действует относительно оси z, но вдоль оси х, поэтому напряжения имеют соответствующий индекс. Это все тот же изгибающий момент М, определяемый по эпюре моментов.

Честно сказать, мне трудно представить себе ситуацию, когда на площадку, параллельную нейтральной оси балки будут действовать еще какие-либо нормальные напряжения, кроме σ_loc. Тем не менее я, как и авторы нормативных документов допускаю такую возможность.

Ну и последнее по этому пункту, согласно нормативных документов:

Напряжения σ_х, σ_у с учетом знаков, а также т_ху определяются для одной рассматриваемой точки балки.

Что вроде бы тоже должно быть понятным по умолчанию при рассмотрении плоского напряженного состояния, но еще раз напомнить об этом не помешает.

Приводимое ниже требование содержится только в СП, в СНиПе такого требования не было.

4. При действии изгибающих моментов в двух главных плоскостях (и наличии бимомента):

Смысл данного уравнения сводится к тому, что рассматривается косой изгиб и потому при действии моментов в двух главных плоскостях (относительно осей z и у) необходимо не только суммировать нормальные напряжения, возникающие при действии моментов относительно двух главных осей с учетом знака (в данном случае эти напряжения описываются первыми двумя членами уравнения), но также учитывать возможное появление бимомента, приводящего к появлению дополнительных нормальных напряжений из-за депланации рассматриваемых сечений при стесненном кручении. Но при этом все эти напряжения следует рассматривать как σ_х.

В целом тема возникновения бимомента в рассматриваемых сечениях довольно сложна и обширна, но как правило в малоэтажном частном строительстве ситуация, когда изгибающие моменты действуют относительно двух главных осей инерции, а значит и велика вероятность возникновения бимомента в стержнях открытого профиля возникает очень редко. При этом балки далеко не всегда имеют открытый профиль, чувствительный к бимоменту. Поэтому подробно останавливаться на этом пункте требований в данной статье не будем. Отметим лишь, что

В балках, рассчитываемых по формуле (519.10) т.е. при косом изгибе, значения напряжений в стенке балки следует проверить по формуле (510.8) в двух главных плоскостях изгиба.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

Источник

Балка в строительстве: виды, сечения, материал и маркировка

Автор: Константин Вавилов · Опубликовано 15.10.2017 · Обновлено 06.05.2018

При строительстве промышленных и жилых сооружений немаловажную роль играет такая конструкция, как балка. Этот элемент является несущим на себе основные нагрузки здания в вертикальном направлении. Поэтому очень важным моментом в процессе возведения постройки является расчет и выбор этой строительной детали. От ее надежности, стойкости будет зависеть срок эксплуатации комплекса.

По способу крепления, строительная балка выступает в качестве горизонтального или наклонного бруса, чаще работающего на изгиб. Дополнительная важная функция горизонтальной балки — распределение рассредоточенной нагрузки при действии вертикально направленного момента силы. Именно эта направленность позволяет изделию значительно снизить давление на вертикальные конструкции (колонны, стойки) и прочно их укрепить.

Какие бывают виды балок?

Строительные балки, как и практически все материалы, используемые на стройках, классифицируются по различным видам, ориентированным на определённые работы.

Деревянные

В спектр балочных древесных изделий применяемых, соответственно, в деревянных постройках, попадают лаги, ригели, прогоны, перекладины, и другие элементы, составляющие каркас брускового или бревенчатого жилого загородного дома. При разделении этажей используют балки перекрытий. Для устройства крыши выстраивают балочный каркас, где применяют стропила. Главная функция деревянных балок, равномерное распределение нагрузки по плоскости верхнего покрытия (крыши). Качественные характеристики материала залог прочности и устойчивости сооружения.

Обязательно нужно помнить, что для поддержания прочности, деревянные изделия, в том числе и деревянная балка, должны быть обработаны специальными составами для защиты от горения и плесени.

Железобетонные

В строительстве, монтаж железобетона, например, на промышленных предприятиях, учитывает включение соответствующих изделий в устройство подкрановых балок, бетонных ригелей, устанавливаемых на колонны, под плиты перекрытия.

Железобетонные балки являются строительным элементом линейного типа. Выполненные из качественного бетона с расположенной внутри стальной арматурой для усиления, предназначены перераспределять нагрузку и повысить устойчивость основного конструктива.

Металлические

Металлоконструкции в строительстве включают горизонтальные и наклонные стальные балки, как важную часть жёсткого каркаса. Чаще это двутавровые балки с параллельными гранями. Основные их типы — широкие и колонные. Последние не предназначены для выдерживания повышенной нагрузки, поэтому при монтаже опорных частей, воспринимающих влияние основных действующих сил, используют широкополые балки. Применяются при устройстве подвесных путей, шахтных стволов и так далее.

Опоры

Сама балка ложится на опоры. В зависимости от конструктивных особенностей детали бывают:

В зависимости от количества опорных связей данные элементы можно классифицировать на виды:

Поперечное сечение как форма классифицирования

Стальные балки можно классифицировать по торцевому сечению. Подобная классификация в строительстве позволяет распределить соответствующие элементы в сортаменте металла и, таким образом, провести подбор изделий. Например:

Выбор одного из этих видов зависит от назначения сооружения, сейсмоустойчивости региона, стоимости строительства.

Так, полые опоры обычно находят свое применение в легких постройках гаража, небольшого магазина, маленького навеса.

Цельные брусы вполне подойдут для перекрытий на чердаке простого деревянного домика. Различные «тавровые варианты» предназначены для более серьезных нагрузок в многоэтажных домах, производственных постройках. Двутавровые формы на крупных стройках самые популярные, так как они отлично справляются с нагрузкой на изгиб в кровельных конструкциях. Для придания им наибольшей прочности производят такие балки с толстой стенкой, с внутренними гранями под уклоном или параллельно.

А вот трапецеидальные горизонтальные опоры являются самыми крепкими и дорогостоящими.

Из какого материала и как изготавливаются балки?

Для строительных работ используются перекрытия, которые различаются по материалу и виду изготовления:

Нюансы при расчете балки на прочность

Расчёт прочности балки на изгиб означает определение данных по массе пригодной для балочной конструкции. При этом не допускается проявление каких-либо разрушающих деформаций, таких, как трещины.

Главные факторы, которые учитываются при расчёте на изгиб уже в более подробной форме рассмотрены выше. Выделяя основные моменты, получают следующие характеризующие данные:

Важные рекомендации, которые стоит учитывать, выбирая балки

Повторно можно заявить, что балка в строительстве, это один из главных элементов сооружения. Основной фактор при отборе балок для несущих элементов – значение максимальной нагрузки при влиянии вертикально направленных поперечных сил.

В районах, где присутствуют нестабильные климатические условия и высокая степень движения грунта, представляющая сейсмологическую опасность, расчет работы поперечных горизонтальных сил обязателен.

Для облегчения подбора данных, чтобы впоследствии сделать заявку, балки распределены по буквенным маркировкам: Б, Ш, К. Соответственно:

Следовать рекомендациям необходимо для гарантии конструкциям долговечности и надёжности при возведении зданий.

Источник

Виды деревянных балок для перекрытий, расчёт длины, монтаж

Важный этап строительства любого здания – установка межэтажных перекрытий. Они распределяют вес находящихся выше элементов строения, таких как крыша и стены, а также коммуникаций и деталей интерьера верхних этажей. Чтобы выдержать немалую нагрузку, нужны прочные перекрытия. В статье расскажем, какие виды балок применяют для разных частей здания, и рассмотрим, как правильно рассчитывать нагрузку и длину балочных перекрытий.

Межэтажное перекрытие деревянными балками

Виды перекрытий

Перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция из балок, разделяющая здание по высоте на функциональные зоны или этажи и поддерживающая прочность всего строения. При строительстве дома применяют следующие виды перекрытий:

Естественно, самые прочные – металлические балки в виде швеллера, уголка или двутавра, изготовленные из высокопрочной стали. Их лучше всего использовать для цокольного перекрытия, так как оно несёт наибольшую нагрузку. Из стальных балок можно устраивать длинные пролёты с большим расстоянием между балками. Они устойчивы к механическим повреждениям и гниению. Однако из-за большого веса с ними тяжело работать, а высокая цена металла увеличивает расходы на строительство.

Железобетонные балки перекрытия выдерживают большие нагрузки и подходят для строительства многоэтажных домов. Но для их монтажа понадобится специальная техника.

В основном при строительстве частных домов для перекрытий используют деревянные балки. Дерево – надёжный и экологически безопасный материал, который не навредит жильцам дома. Балки из дерева относительно недорого стоят и имеют небольшой, по сравнению с предыдущими видами вес, поэтому их легко устанавливать. Однако дерево огнеопасно, подвержено гниению и поражению короедом, поэтому требует предварительной обработки.

Типы деревянных балок

Деревянные балочные перекрытия различаются размерами, сечением, способом производства и породой дерева, из которого они сделаны. От выбора деревянных балок зависит надёжность и прочность строения. В зависимости от расстояния между стенами и предполагаемой нагрузки для перекрытий, используют доску или брус из цельного массива дерева, или клеёные изделия.

Разновидности деревянных балок

Цельные балки

Балки сделанные из цельного массива дерева, менее прочные, чем клеёные или двутавровые. Поэтому их длина не должна превышать 6 метров. Часто для увеличения прочности, строители на объекте спаривают доски. Стягивают их болтами и гайками с резиновыми или пластиковыми прокладками, предотвращающими попадание влаги и образованию ржавчины на крепеже.

Клеёный брус

Клеёный брус изготавливают методом склеивания нескольких частей между собой. Балки из этого материала способны выдерживать высокие нагрузки, поэтому их можно использовать в конструкции перекрытий длиной до 14 метров. Из такого бруса можно изготовить гнутые перекрытия для арок.

Имеются у таких изделий и недостатки. При изготовлении могут использовать некачественные пиломатериалы, поэтому со временем возможна усадка балочного перекрытия. К тому же клеёные балки значительно дороже цельных. Чтобы рациональнее использовать средства отведённые на строительство, нужно правильно рассчитать нагрузку и длину балок.

Клееный брус при аналогичном сечении с обычным имеет большую прочность

Балки перекрытия изготавливают из хвойных пород дерева, но также часто используют древесину дуба, акации, клёна и других деревьев. Главное условие необходимое для прочности конструкции – влажность не более 12–14%. Виды некоторых изделий приведены в таблице ниже.

Двутавровые балки

Достоинства двутавровых деревянных балок – универсальность применения, простота установки и высокая прочность. Они сохраняют свои параметры при больших нагрузках без вспомогательных конструкций для усиления.

Устройство двутавровой балки

Двутавр делают с использованием хорошо просушенного строганного или клеёного бруса, прочной проклеенной водостойкой фанеры или OSB-плит, на основе огнеупорного и влагостойкого клея. Поэтому двутавровая деревянная балка не требует пропитки специальными составами и легко поддаётся распиловке. Однако из-за сложной технологии изготовления их редко применяют для устройства перекрытий.

Двутавровые балки из OSB (ОСП) Соединение двутавровых балок между собой

Для всех видов выпускаемой продукции есть свой сортамент. Сортамент — это подбор различных изделий готовой продукции по маркам, профилям или размерам. Часто в таблице указаны дополнительные сведения о прочности, весе и т. д.

Сечение балочных перекрытий

На прочность перекрытия также влияет сечение балки. По типу сечения включают следующие виды пиломатериалов:

Самые распространённые – балочные перекрытия прямоугольного сечения. Их легко устанавливать и такие балки будут служить лагами для обустройства полов. При монтаже прямоугольных балок их устанавливают вертикально широкой частью, так как с увеличением высоты повышается прочность конструкции.

Для чердачных перекрытий часто используют круглые балки или оцилиндрованные брёвна. Такие балки имеют хорошую прочность и устойчивость на прогиб.

Наиболее крепкие и функциональные – двутавровые балки перекрытия.

Расчёт нагрузки и размеров деревянных балок

Перед возведением здания необходимо рассчитать нагрузку и длину балочных перекрытий. Для лучшей прочности перекрытия при строительстве нужно использовать деревянные балки с немного большим, чем расчётный, запасом прочности.

Выбор ширины или толщины балки в зависимости от длины

Чтобы правильно произвести расчёт нагрузки на балку перекрытия, нужно:

Так как для расчёта требуется знать нагрузку на погонный метр, нужно предполагаемую нагрузку на 1 м 2 умножить на расстояние между балками. Далее, полученную цифру умножают на квадрат расстояния между несущими стенами и делят на 8. Так проводят расчёт нагрузки балочного перекрытия.

Mmax = (q*L 2 )/8

При проектировании каркаса перекрытия нужно уделить внимание пространственной жёсткости, которая во многом зависит от показателей прогиба балочного перекрытия.

Расчёт деревянной балки на прогиб проводят по формуле: W = Mmax / R, где M – максимальная нагрузка, а R – сопротивление древесины из СП 64.13330.2017 от 2017 г. (актуальная редакция СНиП II-25-80). Для древесины 2 сорта её принято считать равной 130 кг/см2.

Из формулы W = b*h 2 /6, зная показатель W, вычисляем сечение перекрытия. Достаточно задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).

Прогиб деревянного перекрытия при вычисленной нагрузке не должен быть больше соотношения к длине балки 1:350 для подвальных и межэтажных перекрытий, а для чердачных и мансардных – 1:250.

Размер балок зависит от расстояния между несущими стенами. Для определения необходимой длины балки к этой величине прибавляют 40 см, примерно по 15–20 см с каждой стороны. Профессиональные строители рекомендуют для устройства перекрытия использовать балки с сечением равным 4–5% длины пролёта.