- Навантаження від власної ваги
- Приклад розрахунку двотавра
- Несуча здатність
- Посилення
Технічні характеристики металевого профілю необхідні, щоб їх правильно застосовувати в будівництві, адже незважаючи на велику різноманітність сфер застосування, суть залишається одна – створити надійну конструкцію. Вона дозволяє перетворювати архітектуру споруд:
- збільшує ширину прогонів будівель;
- значно, приблизно на 35%, зменшити масу несучих конструкцій;
- істотно збільшити рентабельність проектів.
Говорячи про переваги конструкції, не можна не відзначити і мінуси, хоча їх небагато. Основні з них – це
- необхідність застосовувати при створенні ребер жорсткості додаткову арматуру;
- досить істотні трудовитрати, які потрібні для її виготовлення.
Однак, слід зазначити, що з іншого боку додаткові ребра жорсткості дають можливість:
- зменшити загальну металоємність зварної металоконструкції, так як відчутно зменшують товщину стінок. Таким чином вдається зменшити її вартість, але цілком зберегти механічні характеристики;
- крім цього полегшена конструкція економічна і з точки зору пристрою фундаменту, оскільки після зниження загальної маси можна використовувати фундамент під БМЗ (швидкобудуюємі будівлі).
Щоб знайти двотавр, підходящий для конкретного випадку, потрібно зробити деякі розрахунки. Зазвичай для цього використовують таблиці або онлайн калькулятори. В їх основі лежать задані два параметри: відстань від однієї стіни до іншої і майбутня навантаження на будівельну конструкцію.
Міцність двотаврової балки визначається такими параметрами, як:
- довжина,
- метод закріплення,
- форма,
- площа поперечного перерізу.
Більшого поширення набули вироби з літерою «Н» у перерізі.
На заметкуЖесткость металевої конструкції двотавра в 30 разів перевищує твердість квадратного профілю, а міцність, відповідно, в 7 разів.
Довжина даної металоконструкції буває різною, наприклад, у разі ГОСТ 8239-89 це 4 -12 метрів, тобто в залежності від сортаменту розміри і вага двотаврової балки відрізняються. Крім довжини величина ваги визначається товщиною металу і розмірами граней. Тому для виконання різних розрахунків було введено поняття «вага метра двотаврової балки».
При купівлі зварної конструкції обов’язково потрібно розрахунок на міцність, а для конкретного використання ще й розрахунок на прогин. Грамотний розрахунок навантаження на двотаврову балку дозволить забезпечити стійкість конструкції до проектних впливів, тобто здатність сприймати їх без руйнування.
Навантаження власної ваги ?
Щоб визначити в разі необхідності вага двотаврової балки користуються спеціальними таблицями, де розписані її характеристики, приміром, габарити, марка сталі і т. д. В таблиці представлена теоретична маса 1 м профілю.
балка двотаврова розміри і вага (ГОСТ 8239-89)
Приклад розрахунку двотавра ?
Припустимо необхідно розрахувати вагу двотавра № 12 завдовжки 3 метри. Згідно таблиці умовна маса погонного метра даного профілю дорівнює 11,50 кг. Якщо перемножити отримані значення, то отримаємо величину загальної маси – 34,5 кг
Точніше значення ваги зварної металоконструкції можна порахувати, використовуючи спеціальні онлайн калькулятори, один з яких надано на нашому сайті в рубриці «Калькулятори».
У калькуляторі вибирають відповідний номер двотавра і вводять необхідний метраж. Як бачите, отримане значення більше розрахованого нами на 0,12 кг
Несуча здатність ?
Серед усіх типів балок двотаврова має найбільшу міцність, більш того, вона стійка до температурних перепадів. Припустиме навантаження на двутавр буває зазначена на маркуванні, як розмір. Чим більше число, зазначене в його найменуванні, тим більше навантаження може сприймати балка.
Будь розрахунок передбачає початкове знання розмірів прокатного або зварного профілю, його довжини і ширини. З’ясуємо значення ширини на прикладі найпопулярнішою балкової опори – колони.
Приклад расчетаПредположим, що в перерізі колони лежить квадрат зі стороною 510 мм, тоді на неї можна буде встановити профіль, для якого ширина не може перевищувати 460 мм. Це пов’язано з тим, що двотавр доведеться приварювати до залізобетонної подушці, а для зварювальних швів знадобиться запас, принаймні, 40 мм.
Після визначення ширини переходять до вибору профілю та розрахунку навантаження, що впливає на профіль. Вона являє собою сукупність впливів від перекриття, а також впливів тимчасового та постійного характеру.
На заметкуНагрузку, що виражає величину нормативного навантаження, збирають на довжину 1 м профілю.
Але, розрахунок несучої здатності двотаврової балки передбачає облік іншого впливу. Щоб отримати розрахункове навантаження, розраховане нормативне вплив множиться на так званий коефіцієнт міцності по навантаженню. Залишається до результату додати вже підраховану масу виробу і знайти його момент опору.
Отриманих даних досить, щоб з сортаменту підібрати профіль, необхідний для виготовлення зварного профілю. Як правило, з урахуванням прогину конструкції рекомендується вибирати профіль вище на два порядки.
ВажноСварная металева конструкція повинна використовувати приблизно 70-80% від максимально допустимого прогину.
Посилення ?
Якщо несуча здатність двотавра виявляється недостатньою, то виникає необхідність її підсилення. Для різних елементів зварної конструкції цей питання вирішується по-різному.
Наприклад, для елементів, що сприймають навантаження типу розтягування, стиснення або вигину, використовують такий варіант підсилення: збільшують переріз, інакше кажучи, підвищують жорсткість, скажімо, приваривши додаткові деталі.
Теоретично – це один з кращих варіантів посилення, однак, при його реалізації не завжди вдається одержати необхідний результат. Справа в тому, що елементи в процесі зварювальних робіт нагріваються, а це несе за собою зменшення несучої здатності.
Якою мірою можна очікувати такого пониження залежить від розмірів двотавра та режиму і напрямку зварювальних робіт. Якщо для поздовжніх швів максимальне зниження виявляється в межах 15%, то для швів у поперечному напрямку воно може досягти 40%.
ВниманиеПоэтому при посиленні двотавра під навантаженням категорично заборонено накладати шви у напрямку, поперечному до елементу.
Розрахунково та експериментально було доведено, що для оптимального результату посилення під навантаженням можна отримати при максимальній напрузі в 0,8 Ry, тобто 80% розрахункового опору сталі, яка була використана для виготовлення двотавра.
