Come scegliere una trave o un canale per la sovrapposizione? Carico e flessione massimi (nota per il proprietario)

  • Dec 10, 2020
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Cari ospiti, come promesso nell'articolo sul calcolo delle travi in ​​legno per la deflessione (collegamento all'articolo), in questo materiale discuteremo il calcolo di una trave metallica in acciaio per una campata: un canale e una trave a I.

In questo articolo, il calcolo e la selezione dei prodotti vengono eseguiti nel pieno rispetto della disciplina accademica sulla meccanica dei solidi (sezione: resistenza dei materiali).

Considero necessario avvertire che l'articolo è completamente tecnico, quindi non rimproverarmi, so che a molti lettori Zen questo non piace :)))

Nel precedente articolo sulle travi di legno - Ho ricevuto molte critiche nei commenti che, dicono, il XXI SECOLO nel cortile è pieno di calcolatrici online e tabelle già pronte su Internet.
Certo, puoi fidarti dei calcolatori online, ma credimi, dopo aver speso 30-40 minuti e approfondito da solo, puoi ricontrolla qualsiasi calcolatrice e dormi più serenamente, perché tutti i calcoli vengono eseguiti indipendentemente e il risultato sul viso! Per quanto riguarda le tabelle, ognuna di esse presa da Internet è di origine sconosciuta e c'è un'alta probabilità di prendere dati imprecisi ...
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Quindi, di seguito sono riportati campioni di prodotti in acciaio laminato a caldo in conformità con i GOST pertinenti, in base ai quali, a seconda del calcolo finale, sceglieremo una trave adatta e la sua sezione (forma):

Gamma di travi a I.
Gamma di canali

Ad esempio, nel calcolo, viene presa la lunghezza di fabbrica del prodotto in acciaio - 6 m, e viene selezionata anche la spaziatura delle travi - 0,6 m (di conseguenza, questi parametri saranno diversi per ciascuno a seconda della situazione).

Avendo un disegno, un progetto o uno schizzo delle dimensioni delle stanze su carta, è necessario decidere le lunghezze stimate. Distanza libera (Lsv) è la lunghezza della campata da coprire. Conoscendo questa lunghezza e il minimo appoggio della trave sul muro Lop = 120 mm., otteniamo la lunghezza della trave (secondo il nostro esempio L = 6 m.).

Illustrazione dell'autore

Per ulteriori calcoli, è necessario conoscere la distanza tra i centri delle lunghezze di riferimento (Lo) è la quantità principale coinvolta nel calcolo (vedi foto sopra).

Per cominciare, prima del calcolo stesso, è necessario decidere la funzione della stanza. Per alloggi - secondo lo standard, il carico di tempo dal soggiorno delle persone è 1,5 kPa o 150 kg / m2. (P1).

Secondo le regole di calcolo, stabiliamo un margine di sicurezza del 20%, quindi utilizziamo ulteriormente il coefficiente K1 = 1.2

Dopo aver determinato la funzione della stanza e il carico temporaneo, dobbiamo calcolare il peso proprio di un metro quadrato del pavimento nell'assieme (l'intera torta), e vale a dire: peso di travi, pavimento, soffitto, isolamento acustico, ecc. Ad esempio, per il calcolo prendiamo il proprio peso - 150 kg / mq, quindi P2 = 150 kg / mq. Ma, secondo le regole, è già necessario sopravvalutare deliberatamente l'affidabilità del 30%, rispettivamente K2 = 1,3.

Determiniamo i parametri principali per il calcolo

Pagamento

Quindi, consideriamo il momento di resistenza richiesto W = M / (Yc * Ry),

W = 9,72 / (0,9 * 240) = 45 cc.

Dopo aver ricevuto il momento della resistenza, torniamo alle tabelle delle caratteristiche del prodotto (illustrazioni all'inizio). In queste tabelle GOST ha già determinato i valori dei momenti per varie sezioni, in base ai quali selezioniamo la trave, arrotondando W verso l'alto:

Per il momento ottenuto di 45 cm3, è adatta la trave a I n. 12 con un valore di W = 58,4 o il canale n. 12, dove W = 50,6. Per il nostro esempio, selezioniamo una trave a I e quindi controlliamo la deflessione.

È importante riservare che se non sei soddisfatto delle travi a I, ci sono travi a I ad ala larga o colonna, che, alla stessa altezza, avranno caratteristiche più elevate. Pertanto, grazie alla migliore capacità portante, è possibile ridurre lo spessore dell'intera lastra:

Dopo aver scelto la trave in acciaio, scriviamo tutte le caratteristiche del prodotto selezionato dalla piastra sulla riga corrispondente:

  • Momento statico: S = 33,7 cm3;
  • Momento d'inerzia: I = 350 cm4;
  • Spessore del muro: d = 4,8 mm.
Controlliamo la deflessione. Nel caso di un grande gioco al centro della struttura, dobbiamo prendere la trave a I accanto al n. 12.

Dai un'occhiata:

Nel calcolo, abbiamo bisogno della principale caratteristica di rigidità del materiale: questo è il modulo elastico, per l'acciaio è uguale a:

E = 206.000 MPa.

Determina la deflessione secondo la formula sopromat standard:

Quindi la deflessione centrale calcolata è 3,89 cm.

Deve essere confrontato con i parametri estetici e psicologici secondo SNiP (Tabella E.1)

Limita le deflessioni

Perché estetico e psicologico? Il fatto è che, nonostante l'affidabilità della struttura, il cedimento del raggio "eserciterà pressione sulla psiche", in relazione al quale lo SNiP prevede deviazioni consentite.

D'accordo sul fatto che non vogliamo incrociare i nostri occhi sul soffitto curvo e sembrerà che stia per rompersi e cadere sulle nostre teste.

Secondo la tabella, abbiamo le deviazioni verticali per le travi: L / xxx. Per confrontare il valore ottenuto con questa caratteristica, è necessario calcolare il parametro dei valori massimi ammissibili:

Durante il calcolo, ad esempio, abbiamo preso una trave della lunghezza di fabbrica - 6 m, quindi stiamo cercando la linea L = 6 m:

Sulla base dei calcoli e della tabella presentata, confrontiamo i parametri di deflessione: L / 151> L / 200. Poiché la deflessione è più forte dello standard, la trave in acciaio selezionata non soddisfa la condizione.

In altre parole, la trave a I n. 12 si abbasserà con una luce di 5,8 m - di 3,9 cm, il che è inaccettabile secondo SNiP. Non abbiamo altra scelta che selezionare la prossima trave a I nell'elenco e ricontrollare.

Con I-beam # 14, la deflessione è di 2,4 cm. e il parametro dei valori massimi ammessi è Lo / f = 5,88 / 2,38 = 247.

L / 247

Per favore usalo!

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I seguenti argomenti previsti per il canale: confronto dei costi quando si utilizzano travi in ​​acciaio e legno, nonché una serie di materiali sulle opzioni dispositivi di pavimentazione monolitica lungo i canali (travi a I) e organizzazione del getto in sezioni (afferra).

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