Кран из двутавра

Сен 26, 2019 Стройка

Кран из двутавра

Содержание

Монорельсовая балка двутавровая 45М – простыми словами о сложном

Монорельсовая балка двутавровая 45М – одна из разновидностей фасонного черного металлопроката. Изделия еще называют монорельсовым двутавром либо двутавровым профилем, двутавром для подвесных путей. Почему фасонный прокат? Потому что касательная в любой точке контура поперечного сечения его пересекает.

Основное отличие от других видов проката – форма сечения профиля. Она выглядит как буква Н. Вертикальные полоски называются полками. Горизонтальная, соединяющая их перемычка – шейка (порой применяется термин стенка). Полки имеют одинаковую ширину и расположены по отношению друг к другу параллельно.

В маркировке проката обозначен ряд параметров. Цифра – высота двутавра (в сантиметрах округленно, с учетом толщины пары полок и длины стенки). В нашем случае 45 см или по ГОСТ 19425-74 – 450.0 мм. Буква это категория проката. М – обозначает что балка двутавровая 45М монорельсовая.

Расскажем детальнее об этом виде черного металлопроката и наиболее важных критериях его выбора.

Монорельсовая балка двутавровая 45М – специфика и особенности

Монорельсовый двутавр 45М относится к специальным видам стальной двутавровой балки. Основные параметры обозначены в ГОСТ 19425-74. Его уже отмечали выше. Главные отличия от других видов фасонного двутаврового проката:

  • наличие уклона внутренних граней полок к основанию, этот параметр не должен превышать 12%;
  • специфика применения, выделим использование в конструкциях с грузоподъемными механизмами;
  • устойчивость к длительным статическим и периодическим разнонаправленным нагрузкам, включая прогибы, колебания и скручивания.

О направлениях использования разговор пойдет далее.

Монорельсовый двутавр 45М – нормативная база и основные характеристики

Монорельсовая двутавровая балка 45М изготавливается в полном соответствии с ГОСТ 19425-74. Он же определяет характеристики и для армирования шахтных стволов (маркируется как С), а еще швеллера.

Основные табличные параметры рассматриваемого нами вида фасонного металлопроката:

Справочные параметры для осей х-х и у-у следующие. Момент инерции (Ix/Iy) в см4 составляет 4640/276. Момент сопротивления (Wx/Wy) в см³ соответственно 387/50.2. Статический момент одного полусечения Sx в см³ – 223.0. Радиус инерции составляет по осям ix/iy в см – 97.5/23.8.

Важно знать

Двутавр для подвесных путей отличается по классу точности. Их два, первый A – высокой точности, второй B – обычной точности. Длина проката составляет от 4 до 13 погонных метров. Монорельсовая двутавровая балка 45М выпускается мерной длины, а еще кратной мерной и с остатком. Остатком принято считать профиль общей длиной более 3 метров. Помимо этого двутавр предлагается немерной длины.

Учитывайте, что по требованию заказчика этот вид фасонного металлопроката выпускается и длиной свыше 13 метров. А если потребуется, то изготавливается монорельсовый двутавр 45М и ограниченной, но в пределах немерной длины.

В маркировке обязательно должно быть указано что этот прокат монорельсовый (М). Еще должна быть обозначена высота профиля по оси y-y. В нашем случае 45 мм.

Важно! Фасонный прокат для подвесных путей изготавливают из стали определенных марок. Они должны полностью соответствовать ГОСТ 535-2005 (ранее ГОСТ 535-88).

От этого параметра напрямую зависят характеристики двутавра марки М, которые учитываются при проведении соответствующих расчетов.

Рекомендуем к прочтению:

Что такое металлическая балка в строительстве? 7 областей применения

Как производится и где применяется двутавровая балка

Марки стали и специфика технологического цикла производства

Балка двутавровая 45М для подвесных путей изготавливается из углеродистых конструкционных марок стали. Наиболее часто встречаются стали марок Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гсп, порой применяются и другие по ГОСТ 535-2005.

Технология производства по ГОСТ 19425-74 одна-единственная – горячей прокатки. Основные технологические этапы следующие. Первый – нагрев стальной заготовки (блюма или полученной с использованием технологии непрерывного литья, иным способом). В ходе нагревания сталь становится пластичной и легко подвергается деформации. Способ нагрева отличается в зависимости от используемых производственных мощностей, оборудования и технологий.

Затем на специальном прокатном стане с применением валков осуществляется пластическая горячая деформация заготовки. Разговор идет о ее формовке. В итоге:

  • уменьшается общая площадь поперечного сечения;
  • изменяется форма, таким образом формуется и уклон внутренних граней;
  • увеличивается длина до заданных параметров (13 метров максимум, по заказу и более).

После выполнения прокатки осуществляется охлаждение заготовки, порой и ускоренное. Другие технологии производства двутавра для подвесных путей используются редко, в ГОСТ 19425-74 на них указания нет.

Важно! Резюмируя вышесказанное. От свойств подобранной марки стали, характеристик монорельсовой балки напрямую зависят ее рабочие, эксплуатационные и конструкционные параметры. Они оказывают непосредственное влияние и на цену этого вида фасонных изделий.

Направления использования и достоинства

Монорельсовая балка двутавровая 45М для подвесных путей широко применяется в различных отраслях. В первую очередь разговор идет об использовании в качестве несущего элемента металлоконструкции грузоподъемных механизмов. Зачастую это ездовые пути для тельферов (электротельферов). Реже можно встретить такой вид балки в элементах козловых и мостовых кранов. Там используется монорельсовый двутавр большей высоты.

Очень часто двутавровый профиль 45М задействуется в строительных несущих металлических конструкциях. Из него порой изготавливают балки перекрытий и кровли. В ходе выбора в таком случае требуется выполнить предварительно расчеты. И отметим еще одно направление использования – металлические инженерные конструкции. Это мосты, путепроводы и прочие сооружения из фасонного металлопроката или с его применением.

Основные плюсы применения

Это, конечно, базовые направления, все достаточно вариативно. Среди основных плюсов применения двутавра 45М для подвесных путей:

  • высокая степень прочности и жесткости;
  • экономичность использования, путем снижения расходов на строительство металлических конструкций и сооружений;
  • повышенная устойчивость к разноплановым, включая и механические, нагрузкам;
  • длительность срока полезного использования;
  • устойчивость к различного рода воздействиям, в том числе химическому и биологическому;
  • возможность использования различных видов подсоединения, в частности, сварного и болтового;
  • удобство доставки, хранения и монтажа;
  • небольшой удельный вес по сравнению с другим сортовым и фасонным металлопрокатом;
  • невысокая степень текучести, стабильность линейных размеров под влиянием динамических и статических нагрузок.

Это лишь основные достоинства рассматриваемого нами вида двутавровых балок.

Покупка и дополнительные услуги

Монорельсовая балка двутавровая 45М используется в ответственных конструкциях. В связи с этим перед покупкой необходимо выполнить все расчеты и трижды перепроверить. В ходе покупки нужно получить весь пакет сопроводительной документации. Прокат должен быть промаркирован в соответствии с ГОСТ 7566.

Форма реализации – поштучная или пачками, в зависимости от требуемого объема. Среди вспомогательных услуг:

  • погрузочные и разгрузочные работы;
  • поставка на объект заказчика;
  • сверление, гибка, резка на сегменты и иные технологические операции;
  • антикоррозионная обработка (покраска или оцинковка) по мере необходимости;
  • изготовление металлоконструкций по чертежам покупателя;
  • ряд других.

Требуется двутавр 45М? Нужна более подробная информация, помощь в подборе и приобретении? Обращайтесь к нам! Поможем в правильном выборе!

Расчёт кран-балки (стр. 1 из 2)

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГОУВПО

Пермская государственная сельскохозяйственная

академия имени Д.Н.Прянишникова

Кафедра деталей машин

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Основы конструирования»

на тему: «Расчет мостового однобалочного крана»

Выполнил: студент группы М-51, шифр М-01-157

В.М. Соловьев

Проверил:

Кандидат технических наук доцент В.С. Новосельцев

Пермь 2005

Задание.

Рассчитать механизм передвижения мостового однобалочного крана (кран-балки):

— грузоподъемностью Q=1,7 т;

— пролет крана LK= 10,6 м;

— скорость передвижения V = 0,48 м/с;

— высота подъема Н= 12 м;

— режим работы средний;

— управление с пола.

Кран работает в мастерской по ремонту сельскохозяйственной техники.

Мостовые однобалочные краны грузоподъемностью 1…5т регламентированы ГОСТ 2045 — 89*.

В соответствии с прототипом выбираем кинематическую схему однобалочного мостового крана (кран-балки) с центральным приводом и передвижной электрической талью (рис. 1). Согласно ГОСТ 22584 — 96 по грузоподъемности 1 т выбираем электроталь ТЭ 100-521 .

Рисунок 1. Мостовой однобалочный кран.

Расчет механизма передвижения крана проводим в следующем порядке.

1. Определяем размеры ходовых колес по формуле

(1)

Максимальную нагрузку на колесо вычисляем при одном из крайних положений электротали.

l ≈ L ≈ 0,87 м.

Для определения нагрузки Rmax пользуемся уравнением статики

∑M2 = 0 или – Rmax Lк+ (GГ+ GT)×(Lк – l) + (Gк – GT) × 0,5Lк =0 (2)

откуда

Rmax=

= (3)

≈ 27 кН

При общем числе ходовых колес Zk= 4 нагрузка приходится на те два колеса крана, вблизи которых расположена тележка. Тогда

Rmax = R/2 = 27/2 = 13,5 кН = 13500 Н. (4)

Следовательно,

Для изготовления колес используем сталь 45, способ термообработки нормализация (НВ ≈ 200). Колесо имеет цилиндрическую рабочую поверхность и катится по плоскому рельсу. При Dк ≤ 200 мм принимаем плоский рельс прямоугольного сечения , выбирая размер а по условию: а < В. При DK ≤ 200 мм ширина поверхности качения B = 50 мм. Принимаем а = 40 мм.

Рабочая поверхность контакта b = а — 2R = 40 — 2 × 9 = 22 мм.

Коэффициент влияния скорости Kv=1 +0,2 V = 1 + 0,2 ×0,48= 1,096.

Для стальных колес коэффициент пропорциональности а1 = 190.

Предварительно выбранные ходовые колеса проверяем по контактным напряжениям.

При линейном контакте

σк.л = аl = 493 МПа (5)

Поскольку допустимые контактные напряжения для стального нормализованного колеса =450…500 МПа, то условие прочности выполняется.

2. Определяем статическое сопротивление передвижению крана.

Поскольку кран работает в помещении, то сопротивление от ветровой нагрузки Wв не учитываем, т. е.

WУ = Wтр + Wук (6)

Сопротивление от сил трения в ходовых частях крана:

(7)

По таблице 1.3 принимаем, μ = 0,3 мм, а по таблице 1.4 для колес на подшипниках качения ƒ=0,015, Кр= 1,5. Тогда,

Сопротивление движению от возможного уклона пути.

Wyк = (G+ Gк)×α = (17 + 21,5)×0,0015 = 0,058 кН = 58 Н. (8)

Значения расчетного уклона а указаны на с. 9.Таким образом, получаем

Сила инерции при поступательном движении крана

Fи = (Q + mк)v/tп = (1700 + 2150) х 0,48/5 = 370 Н, (9)

где tп – время пуска; Q и mк – массы соответственно груза и крана, кг.

Усилие, необходимое для передвижения крана в период пуска (разгона),

(10)

3. Подбираем электродвигатель по требуемой мощности

(11)

Предварительно принимаем η = 0,85 и ψп.ср.= 1,65 (для асинхронных двигателей с повышенным скольжением) .

По таблице 27 приложения выбираем асинхронный электродвигатель переменного тока с повышенным скольжением 4АС71А6УЗ с параметрами: номинальная мощность Рт = 0,4 кВт; номинальная частота вращения

nдв = 920мин-1; маховой момент ротора (mD2)р = 0,00068 кг×м2; Tп/Tн = 2; Tmax/Tн= 2. Диаметр вала d= 19 мм.

Номинальный момент на валу двигателя

(12)

Статический момент

(13)

4.Подбираем муфту с тормозным шкивом для установки тормоза. В выбранной схеме механизма передвижения (см. рис. 1) муфта с тормозным шкивом установлена между редуктором и электродвигателем. По таблице 56 приложения подбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с наибольшим диаметром расточки под вал 22 мм и наибольшим передаваемым моментом = 32 Н×м.

5. Подобранный двигатель проверяем по условиям пуска. Время пуска

(14)

Общий маховой момент

(15)

Ускорение в период пуска определяем по формуле :

an = v/tn = 0,48/2,85=0,168 м/с2, что удовлетворяет условию.

6. Проверяем запас сцепления приводных колес с рельсами по условию

пуска при максимальном моменте двигателя без груза

(16)

Статическое сопротивление передвижению крана в установившемся режиме без груза

(17)

Ускорение при пуске без груза

(18)

Время пуска без груза

(19)

Общий маховой момент крана, приведенный к валу двигателя без учета груза,

(20)

Момент сопротивления, приведенный к валу двигателя при установившемся движении крана без груза

(21)

По графику на рисунке 2.23 при α = Тс’/Тн = 1,633/4,16 = 0,393 получаем tп.о.= 1

Тогда время пуска

(22)

Ускорение при пуске

Суммарная нагрузка на приводные колеса без учета груза

(23)

Коэффициент сцепления ходового колеса с рельсом для кранов, работающих в помещении, φсц = 0,15.

Запас сцепления

что больше минимально допустимого значения 1,2.

Следовательно, запас сцепления обеспечен.

7. Подбираем редуктор по передаточному числу и максимальному вращающему моменту на тихоходном валу Трmax. определяемому по максимальному моменту на валу двигателя:

Инструкция по проектированию путей внутрицехового подвесного транспорта

Инструкция содержит материалы по проектированию путей внутрицехового подвесного транспорта, рекомендации по выбору пролета, схемы, размещению балок подвесных путей и др.
Инструкция предназначается для специалистов, связанных с проектированием, изготовлением и строительством путей подвесного транспорта и зданий, оборудованных подвесным транспортом.
ВНЕСЕНА поправка
Поправка внесена изготовителем базы данных.

ПРЕДИСЛОВИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Инструкция разработана ЦНИИПромзданий на основе обобщения отечественного и зарубежного опыта проектирования путей подвесного транспорта, экспериментальных исследований работы путей, а также обследования их состояния на заводах.
Инструкция является первым систематическим изложением материала по проектированию путей внутрицехового подвесного транспорта и содержит рекомендации но выбору пролета, схемы и размещению балок подвесных путей, указания по назначению сечений балок, марок стали, решения конструкций прямых и кривых участков, а также требования к изготовлению и монтажу подвесных путей.
Впервые приводятся указания по конструированию и расчету балок для путей подвесного транспорта пролетом 12 м.
В инструкции приведены сортаменты профилей, применяемых для путей, таблицы и формулы для определения коэффициента при проверке общей устойчивости балок, рекомендуемые решения конструкций и деталей крепления прямых и кривых участков путей к железобетонным и стальным фермам, а также примеры расчета балок.
При составлении инструкции учтены замечания и дополнения, сделанные ведущими проектными институтами.
Инструкция составлена канд. техн. наук Б.Г.Ложкиным и инж. Г.М.Смилянским. В работе принимали участие инженеры С.Р.Шейнфайн, Н.М.Бердичевский, Ю.А.Раковщик, И.З.Кадомцева, А.З.Гуревич, В.К.Зморович, Г.И.Палеес, Ю.М.Столяр и техник В.С.Колесникова.
Таблицы и формулы для определения коэффициента для разрезных и неразрезных балок асимметричного сечения приняты на основе работ канд. техн. наук Г.М.Чувикина (ЦНИИСК имени Кучеренко Госстроя СССР).
Директор института К.Н.Карташов

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1. Настоящая инструкция распространяется на проектирование строительных стальных конструкций путей внутрицехового подвесного транспорта для однорельсовых (ручные и электрические тали, тележки и кошки) и многорельсовых (ручные и электрические кран-балки, двух- и многоопорные подвесные краны) механизмов. Перечень механизмов подвесного транспорта приведен в приложении 1 настоящей инструкции.
Инструкция не распространяется на пути межцехового транспорта под указанные выше механизмы и на внутрицеховые пути для подвесного конвейерного транспорта.
При проектировании путей для строительства в сейсмических районах и на просадочных грунтах должны соблюдаться требования главы СНиП II-А.12-62* «Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования» и главы СНиП II-Б.2-62** «Основания и фундаменты зданий и сооружений на просадочных грунтах. Нормы проектирования».
________________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП II-7-81;
** На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 2.02.01-83. — Примечание изготовителя базы данных.

2. Проектирование путей подвесного транспорта следует производить с учетом требований экономии металла.

3. При проектировании должны предусматриваться мероприятия по защите от коррозии конструкций путей и деталей крепления их к строительным конструкциям. В случае эксплуатации подвесных путей в помещениях с агрессивными средами антикоррозийная защита должна осуществляться в соответствии с «Указаниями по проектированию антикоррозийной защиты строительных конструкций промышленных зданий в производствах с агрессивными средами» СН 262-63.
На ездовые поверхности балок защитный слой не наносится.

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПРОЛЕТА, СХЕМЫ И РАЗМЕЩЕНИЮ БАЛОК ПОДВЕСНЫХ ПУТЕЙ

4. Пролет балок подвесных путей назначается, как правило, равным 6 или 12 м, исходя из экономически целесообразного расстояния между ригелями покрытия с учетом расхода материалов и их стоимости.
В покрытиях по железобетонным фермам и балкам при шаге колонн 12 м и наличии одних прямолинейных путей, идущих вдоль пролетов здания, экономичный шаг ферм равен 12 м.
В покрытиях по металлическим фермам при шаге колонн 12 м экономичный шаг ферм равен 6 м.

5. При компоновке подвесных путей и выборе пролетов подвесных кранов следует стремиться к тому, чтобы подвесные балки крепились в узлах стропильных ферм.

6. Для подвесных путей рекомендуется применять, с целью повышения качества путей и экономии стали, балки неразрезной системы.
При креплении балок путей под узлами стропильных ферм возможно в ряде случаев применение наклонных подвесок, закрепляемых в узлах верхнего пояса ферм и уменьшающих пролет балок путей.

3. СЕЧЕНИЯ БАЛОК ДЛЯ ПУТЕЙ ПОДВЕСНОГО ТРАНСПОРТА

7. Размеры нижней ездовой полки и высота сечения двутавровых балок должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и нормалей на подъемно-транспортные механизмы:

а) по ширине нижней полки двутавра;

б) по толщине нижней полки;

в) по высоте сечения двутавра, обеспечивающей размещение катков.
В табл.1 приложения 2 настоящей инструкции приведены требуемые по различным стандартам и нормалям: допускаемые пределы изменения величины , соответствующие им значения и минимальные значения .

8. В качестве путей подвесного транспорта могут применяться:

в) сварные балки двутаврового сечения с развитым верхним поясом и нижним поясом из низкотаврового профиля по ВТУ Константиновского металлургического завода имени Фрунзе или из половины двутавра (п.8 «а», «б»);

г) тавровый рельс по ГОСТ 5157-53* на подвесках или в составе сварной балки — при грузоподъемности механизмов до 1 т включительно.
Характеристики сечений прокатных балок (п.8 «а», «б» и «г») приведены в табл.2-5 и низкотавровых профилей — в табл.6 приложения 2.
Номера двутавровых балок по ГОСТ 5157-53* и ГОСТ 8239-56*, удовлетворяющих требованиям размещения ходовой части механизмов подвесного транспорта различной грузоподъемности (согласно п.7 и табл.1 приложения 2), приведены соответственно в табл.7 и 8 приложения 2.
Сечения сварных балок подбирают под конкретные нагрузки. В табл.9 приложения 2 в качестве примера приведены характеристики сечений сварных неразрезных балок пролетом 12 м под одну электроталь по ГОСТ 3472-63.
________________
На территории Российской Федерации документ не действует. Заменен на: ТУ 24-9-449-76, ТУ 24-9-450-76 (ИУС 9-77). ТУ являются авторской разработкой. За дополнительной информацией обратитесь по , здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

9. Для подвесных балок пролетом до 6 м включительно под механизмы грузоподъемностью до 1 т включительно применяют двутавровые балки N 12-30 по ГОСТ 8239-56*, как правило, без усиления нижнего пояса.

10. Для подвесных балок пролетом до 6 м включительно под механизмы грузоподъемностью от 2 до 5 т включительно рекомендуется применять двутавровые балки N 24М — 45М по ГОСТ 5157-53*.
В случае затруднений в их получении возможно применение балок N 22-45 по ГОСТ 8239-56* с усилением нижней полки приваркой полосы.

11. Для прямолинейных подвесных балок пролетом более 6 м, а также балок пролетом 6 м под механизмы грузоподъемностью 5 т и выше рекомендуется, в целях экономии стали, применять сварные балки с нижним поясом из низкотаврового профиля или половины одного из прокатных двутавров, указанных в п.8, и стенкой и верхним поясом из полосовой или широкополосной универсальной стали.
При электрических кранах грузоподъемностью 2-5 т, создающих значительные горизонтальные усилия, в качестве верхнего пояса рационально применять швеллеры по ГОСТ 8240-56*.
________________
На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 8240-97, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

4. МАТЕРИАЛЫ

12. Для подвесных балок под грузоподъемные механизмы, эксплуатируемых при температуре -30 °С и выше, рекомендуется применять, как правило, сталь марки В Ст.3пс по ГОСТ 380-60.
________________
На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют: в части требований к сортовому и фасонному литью ГОСТ 535-2005; в части марок и химического состава ГОСТ 380-2005; в части требований к толстолистовому прокату ГОСТ 14637-89, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.
Для подвесных балок, эксплуатируемых при температуре ниже -30 °С, применяется сталь марки В Ст.3 по ГОСТ 380-60.

13. При интенсивной эксплуатации путей рекомендуется для подвесных балок применять более износоустойчивую и высокопрочную сталь с расчетным сопротивлением 2900 кг/см, например, марки 14Г2 по ГОСТ 5058-57.
________________
На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ГОСТ 19281-89, ГОСТ 5781-82, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.
В сварных балках составного сечения сталь повышенной прочности применяется только для нижних, ездовых поясов из низкотавровых профилей или половин прокатных двутавров, а стенка и верхний пояс балки принимаются из обычной стали, согласно п.12.
Для конструкций, эксплуатируемых при отрицательной температуре, низколегированная сталь должна удовлетворять требованиям по ударной вязкости при температуре -40° С в соответствии с ГОСТ 5058-57* и ГОСТ 9455-60.
________________
На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 9454-78. — Примечание изготовителя базы данных.

14. Материалы, применяемые для автоматической и ручной сварки элементов путей из стали марок 14Г2 и Ст.3, приведены в табл.11 приложения 2.

5. РАСЧЕТ ПРЯМЫХ БАЛОК ПОДВЕСНЫХ ПУТЕЙ

15. Нормативные вертикальные нагрузки от механизмов подвесного транспорта (полезная нагрузка+собственный вес механизма) принимаются по данным соответствующих стандартов.

16. Нормативная горизонтальная продольная нагрузка, вызываемая торможением моста крана, принимается равной 0,2 от номинального вертикального давления тормозных пар ходовых колес.
Нормативная горизонтальная поперечная нагрузка, вызываемая торможением крановой тележки (тали), принимается равной 0,05 от суммы веса крановой тележки (тали) и номинальной грузоподъемности крана — при гибком подвесе груза и 0,1 от той же суммы — при жестком подвесе. Эта нагрузка передается на одну балку кранового пути, равномерно распределяясь между всеми парами опирающихся на нее колес. Горизонтальные продольные и поперечные нагрузки считаются приложенными на уровне нижнего пояса балки кранового пути.

17. Коэффициенты перегрузки для однорельсовых механизмов принимаются равными:
для собственного веса — 1,1,
для полезной нагрузки — 1,2.
Коэффициенты перегрузки для кранов вводятся для вертикальных (давление колеса на путь) и горизонтальных нагрузок и принимаются равными 1,2.

18. Коэффициент динамичности к вертикальным нагрузкам принимается равным 1,1 — только при расчете креплений балок путей к несущим конструкциям.

19. Коэффициент условий работы для конструкций подвесных путей принимается равным 1.

20. При расчете путей учитываются:
вертикальные нагрузки от фактического числа механизмов, но, как правило, не более чем от двух;
горизонтальные нагрузки, вызываемые торможением электрического крана или тележек (талей) крана, от фактического числа кранов, но не более двух.

21. Расчет конструкций подвесных путей по первому предельному состоянию (на прочность и устойчивость) производится на воздействие расчетных нагрузок (по упругой стадии работы материалов) и по второму предельному состоянию (на деформативность) — на воздействие нормативных нагрузок; при этом номера прокатных балок принимаются из числа указанных для механизмов соответствующей грузоподъемности в табл.7 и 8 приложения 2 настоящей инструкции, с проверкой напряжений по нижеуказанной методике.
Сечение сжатого пояса балки проверяется в общем случае по формулам:
на прочность

; (1)

на устойчивость

. (2)

Сечение растянутого ездового пояса балки проверяется в общем случае по формулам:

; (3)

. (4)

— предел текучести.
Примеры расчета подвесных балок приведены в приложении 5 настоящей инструкции.

22. Местные напряжения от давления колес в полке ездового пояса балки определяются по формулам:
поперечное напряжение от местного изгиба полки

; (5)

продольное напряжение от местного изгиба полки

, (6)

где , — соответственно расчетное и нормативное давление на колесо;
— толщина полки на расстоянии 0,25 () от кромки;
— условная толщина полки по грани стенки (рис.1);
, — коэффициенты, определяемые по графикам (см. рис.1).
Примечание. При усилении нижнего пояса приваркой полосы толщина полки в формуле (6) принимается равной сумме толщин полосы и полки двутавра.

Рис.1. Определение коэффициентов и

23. Прогибы балок подвесных путей не должны превышать: для подвесных кранов и для однорельсовых механизмов , где — пролет балки.
Наибольший прогиб крайнего пролета неразрезной трехпролетной балки при двух одинаковых кранах на колее можно определять с достаточной точностью по формуле

, (7)

где — нормативное давление в кг каретки крана на путь;
— момент инерции сечения;
— приведенная ордината линии влияния прогибов.
При пролете 12 м и любой ширине кранов 0,452.
При пролете 6 м и ширине кранов 2 м 0,048, при 3 м 0,039; для промежуточных значений величина получается путем интерполяции.

6. КОНСТРУКЦИИ ПРЯМЫХ УЧАСТКОВ ПОДВЕСНЫХ ПУТЕЙ

24. Прямые участки подвесных путей компонуются из стандартных отправочных элементов. Основные из них принимаются длиной 6 и 12 м. Примерные схемы компоновки и маркировки стандартных элементов приведены на рис.1 приложения 4, а унифицированная разбивка дыр для их крепления — на рис.2.

25. Монтажные стыки неразрезных подвесных балок для удобства сварки и качественного выполнения стыка ездовых полок выносятся на расстояние 0,5 м от осевой плоскости ферм (балок) покрытий и перекрытий (рис.3 приложения 4).
Монтажные стыки принимаются сварными в стык.
При этом торцы балок рекомендуется фрезеровать.

26. Температурные стыки конструируются по типу, указанному на рис.4 приложения 4.

27. Концевые упоры осуществляются прибалчиванием уголковых деталей к стандартным балкам (рис.5 приложения 4).

28. Конструктивное решение крепления подвесных балок к фермам (балкам) покрытия должно обеспечивать передачу на ферму нагрузок от подвесной балки, необходимое для устойчивости балки защемление ее от поворота вокруг продольной оси, а также возможность при монтаже вертикальной и горизонтальной рихтовки балок на ±30 мм.

29. Достаточное защемление подвесных балок достигается при креплении балки в узле к подвесному столику болтами — за счет жесткости узлов металлических или железобетонных ферм, а при креплении подвесного пути между узлами нижнего пояса ферм — за счет жесткости на изгиб металлической подвески (рис.6-13 приложения 4); при этом гибкость подвески при железобетонных фермах в плоскости фермы должна быть не более 100.

30. При расчете и конструировании деталей крепления подвесных балок к стропильным конструкциям следует принимать, что расчетная опорная реакция балок передается равномерно через все болты крепления.

31. Возможность вертикальной рихтовки балок при монтаже рекомендуется обеспечивать назначением номинального зазора 30 мм между подвесным столиком и верхней полкой балки (см. рис.6 приложения 4), заполняемого подвариваемыми монтажными прокладками.
При креплении путей к стальным фермам необходимо предусматривать возможность горизонтальной рихтовки лишь в поперечном направлении путем устройства овальных дыр в нижней полке подвесного столика и в поясе фермы (см. рис.11, 12 приложения 4).
При креплении путей к железобетонным фермам следует предусматривать возможность горизонтальной рихтовки в поперечном и продольном направлениях путем устройства в подвесном столике дыр большего диаметра (см. рис.6 приложения 4).

32. Крепление подвесных столиков к железобетонным фермам рекомендуется производить при помощи специальных закладных элементов, располагаемых по нижнему и верхнему поясам ферм (см. рис.6-8 приложения 4).
Примечание. Закладные детали предусматриваются в чертежах железобетонных конструкций.
При необходимости подвески путей к готовым фермам цеха или невозможности устройства закладных элементов подвесные столики крепятся к фермам при помощи хомутов (см. рис.9 приложения 4).

33. Стальные закладные элементы и другие детали крепления подвесок должны воспринимать наибольшую реакцию (или ее составляющие) от расчетного числа подвесных устройств на одном пути.

34. Крепление балок подвесных путей к металлическим фермам производится непосредственно к нижнему поясу ферм (см. рис.10, 11 приложения 4) или при необходимости пониженного расположения путей из-за связей и подстропильных ферм к столикам (см. рис.12 приложения 4).

35. В сварных балках подвесных путей в местах крепления их рекомендуется установка дополнительных коротышей из уголков.

36. В сварных балках отношение высоты стенки к ее толщине следует принимать не более 110.
При 70110 стенки укрепляются, для обеспечения устойчивости, короткими поперечными ребрами высотой , располагаемыми на расстоянии не более 2.
Сварные швы, крепящие ребра к стенке, рекомендуется не доводить до низа ребра на 40-50 мм.

37. Прочие конструктивные требования — в соответствии с нормами проектирования стальных конструкций СНиП II-В.3-62.

7. СВЯЗИ ПРОДОЛЬНЫХ ПОДВЕСНЫХ ПУТЕЙ

38. Продольная неизменяемость и жесткость каждого прямолинейного участка пути под электрические тали и краны обеспечивается:
в покрытиях по железобетонным фермам — подкосами, расположенными в плоскости подвесок (рис.13 приложения 4);
в покрытиях по металлическим фермам — подкосами или привязкой к узлу нижних горизонтальных связей покрытия.
Подкосы располагаются в крайних пролетах подвесных путей.

39. Монтажные примыкания горизонтальных и вертикальных связей подвесных путей для удобства монтажа осуществляются с использованием монтажных болтов и последующей монтажной сварки, что позволяет без подгоночных работ компенсировать неточности изготовления связей и установки ферм и балок (см. рис.13 приложения 4).

40. В связи с отсутствием данных проверки в производственных условиях влияния начальных искривлений на статическую и динамическую жесткость 12-м подвесных балок рекомендуется постановка в каждом пролете не учитываемых расчетом поперечных растяжек по типу, указанному на рис.14 приложения 4.

8. КОНСТРУКЦИИ КРИВЫХ И ПОПЕРЕЧНЫХ УЧАСТКОВ ПУТИ

41. На криволинейных участках пути применяются прокатные двутавры тех же номеров, что и на прямолинейных; при применении на прямолинейных участках сварных балок с нижним поясом из низкотаврового профиля на кривых применяются сварные двутавры с поясами одинаковой или близкой ширины, образуемые из того же тавра и двух листов или тавра и части прокатного двутавра; при применении на прямолинейных участках сварных балок с нижним поясом из половины прокатного двутавра на криволинейном участке применяется соответствующий целый прокатный двутавр.
Количество промежуточных опор при данном радиусе кривизны, обеспечивающее в балке криволинейного участка сохранение в допускаемых пределах величины суммарных напряжений от кручения, общего и местного изгиба, принимается по данным табл.1 (см. также рис.15 приложения 4).

42. В месте сопряжения продольных и поперечных участков пути монтажные и заводские стыки следует располагать, как это показано на рис.16 приложения 4, с тем чтобы использовать стандартные отправочные элементы прямолинейных путей. При этом величина радиуса кривизны кривого участка пути под ручные и электрические тали и однопутные тележки, назначаемая заказчиком проекта здания (технологической организацией), уточняется в проекте в пределах возможного изменения радиусов, указанных в таблице.

43. Для опирания поперечных участков пути между стропильными фермами устанавливаются специальные поперечные балки; для опирания кривых участков пути, в случае необходимости, устанавливаются дополнительные балки между поперечными.
Неизменяемость и жесткость каждого поперечного участка пути обеспечивается устройством горизонтальных связей между поперечными балками и подкоса в вертикальной плоскости.
Схемы расположения поперечных и дополнительных балок, связей и подкосов приведены на рис.17 приложения 4.
Монтажное сопряжение стандартных отправочных элементов прямых участков пути с криволинейными показано на рис.18 приложения 4.
Детали промежуточной опоры кривого участка пути приведены на рис.19 приложения 4.

Таблица 1

Количество промежуточных опор на кривой при повороте пути на 90°

Грузоподъем-
ность
эл. тали в т

Номера двутавров

При радиусе закругления в м

1

1,5

2,5

Для балок из двутавров по ГОСТ 5157-53*

0,25

18М, 24М

0

0,5

18М

0

24М

0

24М

1

30М, 36М

0

24М

1

30М, 36М

1

30М, 36М, 45М

1

30М, 36М, 45М

45М

2

Для балок из двутавров по ГОСТ 8239-56*

0,25

12

16-20

24

0,5

16, 18

22, 24

16

18

22, 24

20

24

27, 30

3

27

30-36

33-45

44. Возможные решения опирания поперечных балок при железобетонных фермах приведены на рис.20 и 21 приложения 4.

9. ТРЕБОВАНИЯ К ИЗГОТОВЛЕНИЮ И МОНТАЖУ ПОДВЕСНЫХ ПУТЕЙ

45. Для обеспечения качественности изготовления и установки подвесных путей в чертежах КМ и монтажных рабочих чертежах необходимо давать основные монтажные стыки балок и узлы их подвески с указанием рихтовочных зазоров и допусков на изготовление и монтаж путей.

46. Допуски на изготовление подвесных балок принимаются согласно табл.12 приложения 2.

47. Допуски на монтаж подвесных путей под однорельсовые механизмы (тали, кошки), двух- и многоопорные подвесные краны принимаются согласно табл.13 приложения 2.

48. Для предотвращения расстройства соединений подвесных балок со столиками необходимо предусматривать постановку получистых болтов, сильную затяжку их с зачеканкой резьбы или подваркой гаек.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. МЕХАНИЗМЫ ПОДВЕСНОГО ТРАНСПОРТА

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

В качестве механизмов внутрицехового подвесного транспорта применяются:

10) подвесные краны-штабелеукладчики грузоподъемностью 0,2; 0,5; 0,8 и 3,2 т;

11) краны многоопорные и специального назначения.
Примечания: 1. Тали пп.4 и 5 не имеют ходовой части и могут устанавливаться стационарно или на кошках, указанных в п.7.

2. Нормализованные конструкции ручных кошек грузоподъемностью до 1 т включительно разработаны ВНИИНМаш (Нормали машиностроения МН 3584-62 — МН 3609-62 «Пути однорельсовые подвесные». Стандартгиз, М., 1963).

3. Рабочие чертежи подвесных кранов-штабелеукладчиков грузоподъемностью 0,2; 0,5 и 0,8 т разработаны ЦКБА УМП МосгорСНХ и грузоподъемностью 3,2 т — ВНИИПТМаш.

4. Рабочие чертежи типовых многоопорных кранов разрабатываются ВНИИПТМаш.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЛОК И ЭЛЕМЕНТОВ ПУТЕЙ ПОДВЕСНОГО ТРАНСПОРТА

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблица 1

Основные размеры сечений двутавровых балок для подвесных путей

_______________
* т.
** т.

Таблица 2

Характеристики двутавров по ГОСТ 5157-53*

— момент инерции;
— момент сопротивления;
— секториальный момент инерции;
— секториальная площадь для крайней точки;
— момент инерции при свободном кручении;
— изгибно-крутильная характеристика.

N про-
филя

Вес 1 пог. м

Размеры

Пло-
щадь сече-
ния

Справочные величины

Ось

Ось

в кг

в мм

в см

в см

в см

в см

в см

в см

в см

в см

в см

18М

25,8

32,9

195,5

29,3

37,2

15,14

0,0265

24М

38,3

8,2

48,7

385,8

50,9

61,2

29,88

0,0186

30М

50,2

63,9

75,4

91,3

45,18

0,0135

36М

57,9

9,5

73,7

104,4

57,07

0,012

45М

77,5

10,5

98,7

405250

94,5

0,0094

Таблица 3

Характеристики двутавров по ГОСТ 8239-56*, применяемых для путей подвесного транспорта

Балка – это элемент строительных несущих конструкций, который широко используется для возведения межэтажных перекрытий. Перекрытия, в свою очередь, предназначены для разделения по высоте смежных помещений, а также принятия статических и динамических нагрузок от находящихся на нем предметов интерьера, оборудования, людей и т.д.

В большинстве случаев, для частного домостроения используются деревянные балки из цельного бруса, отесанного бревна, клееных досок или шпона. Эти материалы, при правильном подборе параметров, способны обеспечить необходимую прочность и жесткость основания, что является залогом долговечности постройки.

Мы предлагаем вам выполнить онлайн расчет балки перекрытия на прочность и изгиб, подобрать её сечение и определить шаг между балками. Также вы получите набор персональных чертежей и 3D-модель для лучшего восприятия возводимой конструкции. Программа учитывает СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) и другие справочные источники.

Точный и грамотный расчет деревянных балок в сервисе KALK.PRO, позволяет узнать все необходимые параметры для сооружения крепкого перекрытия. Все вычисления бесплатны, есть возможность сохранения рассчитанных данных в формате PDF, плюс доступны схемы и 3D-модель.

Инструкция к калькулятору

Наш сервис предоставляет на выбор два вида расчета однопролетных балок перекрытия. В первом случае, вам предлагается рассчитать сечение балки при известном шаге между ними, во втором случае, вы можете узнать рекомендуемое значение шага между балками при выбранных характеристиках сечения. Разберем работу калькулятора на примере, когда ваша задача заключается в нахождении сечения балки.

Для расчета вам понадобится знать ряд обязательных начальных параметров. В первую очередь это характеристики самой балки:

В случае, если вы не знаете толщину предполагаемой балки, в первом блоке следует выбрать пункт «Известно соотношение высоты сечения балки к её ширине — h/b» и указать значение 1,4. Эта наиболее оптимальная величина, которая получена эмпирическим методом и указывается во многих справочниках.

Затем нужно указать условия, в которых будет эксплуатироваться перекрытие:

  • температурный режим (< 35 °C .. > 50 °C);
  • влажностный режим;
  • присутствуют постоянные повышенные нагрузки или нет.

После этого, сконфигурируйте конструкцию и заполните поля калькулятора:

  • длина стены дома по внутренней стороне, м;
  • шаг между балками, см;
  • полная длина балки (на изображении BFL), м;
  • нагрузка на балку, кг/м2 ;
  • предельный прогиб в долях пролета.

При необходимости впишите стоимость одного кубометра древесины, для того чтобы узнать общую стоимость всех пиломатериалов.

Также, обратим внимание, что обычно шаг балки не делают меньше 0,3 м, так как это нецелесообразно с экономической точки зрения и больше 1,2 м, так как возможен прогиб чернового пола со всеми вытекающими последствиями.

Когда вы нажмете кнопку «Рассчитать», сервис произведет расчет балки онлайн и выведет на экране рекомендуемые значения сечения подобранной балки.

Кроме того, в блоке «Результаты расчета» вы сможете узнать:

  • параметры балки при расчете на прочность;
  • параметры балки при расчете на прогиб;
  • максимальный прогиб балки, см.

Квалифицированный расчет перекрытия по деревянным балкам — залог долговечности сооружения и безопасность для вашей семьи.

Расчет балок перекрытия

Самостоятельный расчет деревянной балки перекрытия – это долгое и нудное занятие, которое обязывает вас знать основы инженерных дисциплин и сопромата. Без определенных навыков и знаний, вручную подобрать материал, рассчитать необходимое сечение или шаг балки – не просто тяжело, а порой и невозможно. Тем не менее, мы попытаемся вам рассказать об основных характеристиках, которые нужны для вычислений и по какому алгоритму работает наш калькулятор.

Виды балок

В настоящее время, деревянные балки, используемые для изготовления перекрытий, можно разделить на два принципиально разных вида:

  • цельные;
  • клееные.

Исходя из названия становится понятно, что в первом случае, это будет цельный кусок древесины определенного типа сечения (чаще всего это брус на 2 или 4 канта), во втором случае, это клееная балка из досок или шпона LVL.

Несмотря на низкую стоимость, по ряду объективных причин, деревянные балки из цельной древесины в последнее время используются все реже. Качественные показатели этого материала значительно уступают клееному дереву: низкий модуль упругости способствует появлению больших прогибов в середине пролета (особенно это становится заметно при расстоянии между несущими стенами более 4 метров), при высыхании на балках появляются продольные трещины, которые приводят к уменьшению момента инерции прогиба, отсутствие пропитки подвергает древесину воздействиям вредителей и гниения.

Благодаря современным технологиям, клееные балки не имеют подобных недостатков. Их структура однородна и волокна ориентированы по всем направлениям – повышается общая прочность и модуль упругости материала, он получает защиту от растрескивания, а специальная пропитка обеспечивает повышенный уровень пожаробезопасности и устойчивости к влаге. Эти балки разрешено использовать при проемах в 6-9 м и можно рассматривать, как полноценный аналог железному перекрытию.

Цельная деревянная балкаКлееная балка из досокКлееная балка из шпонаОбрезанное бревно

Подбор сечения балки

Для того чтобы подобрать сечение балки самостоятельно вручную, нужно иметь огромный багаж знаний в сфере сопромата, ведь вам потребуется применять на практике большое количество формул и коэффициентов, поэтому для начинающего мастера это достаточно сложная и не совсем нерациональная задача. Наш калькулятор должен помочь произвести приблизительный расчет деревянного перекрытия и сэкономить значительное количество времени. Однако пользователь должен понимать, что ни одна программа не заменит настоящего специалиста, так как принцип работы сервиса построен на обработке стандартных табличных величин и не может учитывать конкретных ситуаций.

Расчет балок перекрытия из дерева намного проще выполнить с помощью нашего калькулятора. Вам не нужно держать в голове много формул и переживать за неприведенную ошибку!

Расчет балки – Пример

Алгоритм работы программы для расчета балок основывается на СП 64.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП II-25-80). Для большей наглядности, мы разберем расчет однопролетной балки на прогиб и прочность в примере, кратко описывая основные этапы вычисления и формулы.

Длина балки

Расчетная длина балки определяется значением длины пролета и запасом для укладывания их на стену.

Узнать протяженность между пролетами не составляет трудности – с помощью рулетки замерьте расстояние, которые необходимо перекрыть балками, и к полученному числу добавьте величину заделки в «гнезда» равную 300 мм (по 150 мм на сторону) или более.

В случае, когда вы собираетесь крепить балки на специальные металлические крепления, длина пролета будет равна длине балки.

Если ваше помещение имеет неправильную форму, например, 4х5 м, правильнее будет использовать балки меньшей длины, т.е. 4 м, а не 5 м.

Определение расчетной нагрузки

Для того чтобы правильно рассчитать нагрузку на деревянную балку, нужно определить все виды оказываемых воздействий на перекрытие.

Величину нагрузки можно узнать двумя путями: использовать СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия и с его помощью высчитать все необходимые коэффициенты вручную, а затем сложить их, или же можно взять нормативные данные из справочников. Если вы произведете все расчеты правильно, то первый вариант будет более точен, однако никто не застрахован, что при выполнении долгих громоздких вычислений не будет допущена ошибка.

Поэтому для получения приблизительного расчета, целесообразнее взять стандартные величины и применять их в последующих формулах. Согласно справочникам, для межэтажных перекрытий расчетная нагрузка обычно составляет 400 кг/м2, а для чердаков – 200 кг/м2.

Типовые нагрузки для межэтажных перекрытий — 400 кг/м2 и чердаков – 200 кг/м2 применимы не во всех ситуациях. Если подразумевается, что на основание будет воздействовать ненормально большой вес, например, от тяжелого оборудования – необходимо произвести корректировку начальных параметров.

Максимальный изгибающий момент

Изгибающий момент – момент внешних сил относительно нейтральной оси сечения балки или другого твёрдого тела, иначе простыми словами, это произведение силы на плечо.

Максимальный изгибающий момент, соответственно, принимает наибольшее значение, которое может выдержать данное тело без нарушения целостности.

Если на балку будет действовать равномерно распределенная нагрузка (в калькуляторе реализован именно этот случай), то значение максимального изгибающего момента будет равно:

Изгибающий момент (формула): Mmax = q × l2 / 8

  • q – величина нагрузки на перекрытие;
  • l – величина пролета перекрытия.

Требуемый момент сопротивления

Момент сопротивления – это способность материала оказывать сопротивления к изгибу, растяжению или сжатию. Для того чтобы определить это значение для деревянной балки, нужно воспользоваться готовой формулой:

Требуемый момент сопротивления (формула): Wтреб = Мmax / R

  • Мmax – величина максимального изгибающего момента;
  • R – величина расчетного сопротивления древесины.

Отдельно нужно рассказать о величине R. Она имеет целый ряд поправочных коэффициентов, которые нужно учитывать при расчете балки, если вы хотите получить максимально точный результат. Полная формула выглядит так:

Расчетное сопротивление древесины (формула): R = Rи × mп × mд × mт × ma × γсc × …

  • Rи – расчетное сопротивление древесины изгибу, подбираемое в зависимости от расчетных значений для сосны, ели и лиственницы при влажности 12% согласно СП 64.13330.2011;
  • mп – коэффициент перехода для других пород древесины;
  • mд – поправочный коэффициент принимаемый в случае, когда постоянные и временный длительные нагрузки превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок;
  • mт – температурный коэффициент;
  • ma – коэффициент принимаемый в случае, когда дерево подвергается пропитке антипиренами;
  • γсc – коэффициент срока службы древесины.
  • … – существуют другие менее важные коэффициенты, однако при расчетах они практически не используются, так как величина поправки слишком незначительна.

Получается, что по сути, величина R это произведение расчетного сопротивления древесины изгибу и различных поправок. В большинстве случаев для получения ориентировочного результата, эти поправки не учитываются, а значение R принимается равным Rи.

Момент сопротивления балки перекрытия

В зависимости от формы сечения балки (квадрат, прямоугольник, круг, овал…) формулы нахождения фактического момента сопротивления будут отличаться. В наших калькуляторах применяются только два типа профиля: прямоугольный и тесаное бревно. Мы продолжим разбирать алгоритм на примере прямоугольного сечения:

Момент сопротивления балки (формула): W = b × h2 /6

  • b – ширина балки;
  • h – высота балки.

Расчет балки на прочность

Для того чтобы определить подходит балка по прочности или нет, нужно чтобы момент сопротивления балки перекрытия (W), равнялся или был больше требуемого момента (Wтреб ):

Wтреб ≤ W

Но вычислить реальный момент сопротивления балки перекрытия мы не можем, так как не известна ее высота. В этом случае нужно или воспользоваться перебором сечений, исходя из условия, что наиболее оптимальное соотношение высоты к ширине 1,4:1, или же просто принять W = Wтреб, в силу того, что мы не нарушаем условий заданной формулы. Также, после этих манипуляций станет известен параметр h.

Онлайн калькулятор KALK.PRO расчета балки на прочность оперативно вычислит нужное сечение, чтобы перекрытие выдержало расчетную нагрузку БЫСТРО и БЕСПЛАТНО.

Расчет балки на прогиб (изгиб)

Методика определения прогиба балки значительно проще. При распределенной нагрузке, применяется формула:

Прогиб балки (формула): f = (5 × q × l4 ) / (384 × E × I)

  • q – величина нагрузки на перекрытие;
  • l – величина пролета перекрытия;
  • E – модуль упругости;
  • I – момент инерции.

Первые два параметра нам известны, модуль упругости для древесины обычно принимается равным 100 000 кгс/м², хотя это и не всегда так, а момент инерции, в зависимости от формы сечения, рассчитывается по разным формулам. Для прямоугольника:

Момент инерции (формула): I = b × h3 /12

  • b – ширина балки;
  • h – высота балки.

Собирая все в кучу, мы получим итоговую формулу расчета прогиба балки:

Прогиб балки (итоговая формула): f = (5 × q × l4 ) / (384 × E × (b × h3 / 12))

После того, как вы получите искомое значение, нужно сравнить его с величиной допустимого (предельного) прогиба балки в долях от пролета. Этот параметр устанавливается СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»:

Элементы конструкций

Максимальный прогиб балки, не более

1. Балки междуэтажных перекрытий

2. Балки чердачных перекрытий

3. Перекрытия при наличии стяжки/штукатурки

Например, для межэтажных перекрытий при длине пролета равной 400 см мы получим условие – 400/250, т.е. предельно возможный изгиб в данной ситуации 1,6 см.

Если ваше значение f превышает его, необходимо изменять сечение балки в большую сторону, до тех пор, пока оно не станет меньше величины предельного прогиба.

Наш калькулятор прогиба деревянной балки сам подберет нужные параметры сечения и избавит вас от сложных громоздких вычислений.

Конечные параметры балки

После того, как вы подберете сечение при расчете на прочность и прогиб/изгиб, можно будет определить минимально допустимые параметры балки.

Предположим, что при расчете на прочность вы получили сечение – 165х150 мм, а при расчете на прогиб – 239х150 мм. Очевидно, что в подобной ситуации следует выбирать наибольшую величину, то есть значение на прогиб, поскольку если вы сделаете ровно наоборот, перекрытие выдержит нагрузку, но очень сильно деформируется и ни о каком ровном потолке не может быть и речи.

В результате расчета несущей способности деревянной балки, мы используем сечение равное 239х150 мм, но тут сталкиваемся с очередной проблемой – балок такого размера серийно никто не производит. В этом случае нужно производить округление обязательно в большую сторону, обычно кратно 50 мм, т.е. нам подойдет балка 250х150 мм. В некоторых ситуациях, можно обратиться к ГОСТ 24454-06, в нем указаны все типовые размеры материалов.

Расчет балки онлайн без знания сопромата – одно из главных преимуществ сервиса KALK.PRO.

Методика расчета балок перекрытия из клееного бруса и отесанного бревна

Технология расчета балок перекрытия из клееного бруса практически не отличается от изделий из цельной древесины. Все этапы работы с калькулятором совпадают и никакие дополнительные коэффициенты вводить не нужно, но при самостоятельном вычислении в формулу нахождения величины расчетного сопротивления (R), нужно будет добавить дополнительный коэффициент kw , который учитывает форму и размер поперечного сечения.

Например, для прямоугольных клееных балок принимаются следующие поправки:

Также для клееных балок из шпона LVL Ultralam, существует более подробная аннотация с характеристиками на сайте производителя, в которой помимо значений величины R, существует подробные характеристики модуля упругости (E) для каждого вида продукции:

Модуль упругости Е, МПа

16 000

15 600

14 000

11 000

12 700

В случае расчета тесаного бревна (лафета), немного изменяются исходные формулы момента сопротивления и момента инерции, так как форма сечения балки отличается от прямоугольной. Помимо этого, есть и отличия в ширине отеса, оно может быть равным половине или трети диаметра, что также приводит к изменению начальных коэффициентов для обеих формул.

Ширина отеса равна 1/2 диаметра

Ширина отеса равна 1/3 диаметра

Момент сопротивления

W = 0,088D3

W = 0,09781D3

Момент инерции

I = 0,039D4

I = 0,04611D4

admin

Поadmin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *