Расчет балки на прогиб/изгиб круглого, квадратного, шестигранного или прямоугольного проката

Пример расчета

Предположим, что нам надо проверить на прочность двутавр номер 10. Его длина 2 метра, он жестко заделан в стену, человек массой 90 килограммов решил повиснуть на двутавре. Порядок решения здесь следующий:

• Выбираем расчетную схему, в этом случае заделка — свободный конец;
• Максимальное значение находится в заделке, двутавр имеет на всей длине одинаковое сечение. Тогда P = m*g = 90*10=0,9 кН, M = P*I= 1,8 кН*м;
• Находим по таблице сортаментов для данного двутавра момент сопротивления;
• Затем находим максимальные напряжения в балке б = M/W = 1,8 / 0. 0000397 = 45,34 Мпа;
• Сравниваем с максимально допустимым напряжением, равным пределу текучести стали, из которой сделан двутавр. Так как 45,34 Мпа меньше 245 Мпа, то такой двутавр выдержит человека массой 90 килограммов.

Можно также решить и вторую задачу, связанной с нахождением максимальной массы человека, которую может выдержать данная балка. Здесь приравнивают значения предела текучести и напряжения в сечении балки, найти максимальный момент и затем наибольшую массу. Для более точного результата следует учитывать различные коэффициенты и брать двойной запас прочности.

Виды балок

Независимо от того, какой должна быть конструкция, материал для изготовления балок выбирают прочный и надежный. Отличаются они друг от друга лишь по своим параметрам: 

1. длине; 
2. форме; 
3. сечению. 

Чаще всего, для изготовления балок используется дерево и металл. Расчет балки на изгиб напрямую зависит от выбранного материала. В данном случае большое значение имеют такие показатели как однородность и структура.

Балки из дерева

Конструкции из дерева используются в одноэтажных домах или небольших домиках. Они отлично подходят как для потолка, так и пола. Для расчета прогиба балки берут следующие величины:

1. Тип материала. Каждое дерево отличается прочностью, твердостью и гибкостью.
2. Геометрические показатели, в которые включается как форма изделия, так и его сечение.
3. Предполагаемые нагрузки, которые будут давить на материал.

На то, как будет изгибаться балка учитывается не только реальное давление, но и все возможные силы воздействия.

Стальные балки

Эти изделия очень сложные не только по сечению, но и по составу. Так как из выливают из нескольких видов металла

Производя расчет нагрузки на балку, необходимо принимать во внимание насколько она жесткая, а так же прочно ли она соединена

Балки из стали используют для строительства многоэтажных домовИсточник i0.photo.2gis.com

Конструкция из металла между собой соединяется с помощью:

• сваривания;
• склепывания;
• с помощью соединителей, имеющих резьбу.

Прочные металлические балки используются для строительства домов в несколько этажей. В таких конструкциях вся нагрузка равномерно распределяется по всей балке.

Упрощенный расчет балок перекрытия из дерева на прочность

В частном строительстве в основном используется схема 2.1 из таблицы 1.4, то есть равномерно распределенная по всей длине балки от стены до стены нагрузка. Ее величина определяется исходя из таблиц или экспериментально.

Поскольку балка работает не сама по себе, а в комплексе с другими, для расчета требуется информация о шаге расположения балок (на схеме Р).

Нагрузка на балки определяется типом перекрытия – чердачным или межэтажным. СНиП 2.01.07-85 дает такие данные (в кгс/м.кв. или в кПа, в скобках второе число):

• для чердачных перекрытий 130…245 (1,3…2,45);
• для мансарды 350 (3,5);
• для межэтажного перекрытия 400 (4).

В соответствии с планируемыми длиной пролета, шагом балок (0,5 или 1 м) и ориентировочной нагрузкой выбирается сечение балки в сантиметрах по таблице 1.8.

Далее расчет ведется, исходя из условия прочности – максимальный изгибающий момент, деленный на момент сопротивления балки при изгибе, должен быть меньше предельно допустимого напряжения.

σ_max= M/W≤

Для расчета момента используем формулы, приведенные в соответствующей таблице, для равномерно распределенной нагрузки на балку с защемлением в обоих концах это

M= (ql^2)/24

Момент сопротивления при изгибе прямоугольной балки

W= (bh^2)/6

Таким образом, расчет деревянной балки на прочность производим по формуле

σ= ((ql^2)/24) ⁄ ((bh^2)/6)

Для примера возьмем пролет 3 м, балки в межэтажном перекрытии расположены с шагом 0,5 м, сечение (по таблице 1.8) 50х180 мм. Эти цифры дадут (с учетом перевода всех составляющих в единую размерность)

σ=((45000×3^2)/24) ⁄ ((0,05×0,18^2)/6)=1687.5/0,00027=6250000 Па=6.2 МПа

Что намного меньше предела прочности для сосны на изгиб (σ_max=79 МПа). Таким образом, расчетное значение сечения балки полностью удовлетворяет условию прочности и дает возможность нагрузить перекрытие даже больше, чем это предполагает СНиП.

Угловые кухни для маленькой кухни: в чем их преимущество?

Из любой ситуации можно извлечь выгоду. Небольшое помещение можно обустроить модно и современно, обратившись за помощью к профессиональному дизайнеру. За счет того, что площадь небольшая, на мебели можно не экономить, позволив себе более качественный гарнитур, который прослужит не один год.

Угловые кухни для маленькой кухни, сделанные под заказ, позволяют воплотить в жизнь любые пожелания хозяйки.

В таких гарнитурах интересно обыгрывается угловая зона при помощи:

• необычных выдвижных механизмов;
• карусельных полок;
• выкатных систем;
• фасадов типа «гармошка»;
• подъемных механизмов.

Тщательно продумайте освещение. Оно должно быть многоуровневым и акцентным. Откажитесь от большой люстры — точечное освещение на глянцевом потолке, добавит помещению объема и высоты. В зоне приема пищи над столом можно расположить светильник на длинном шнуре. Это выделит столовую зону.

Занавески пусть будут небольшими, из легкой струящейся ткани. Если стиль позволяет, то окажитесь от них совсем. Вот, как здесь. Видите, от этого кухня не стала менее уютной.

Алгоритмы вычислений на онлайн калькуляторе

Изгибающий момент, который показывает калькулятор при результатах расчета балки, означает произведение силы на плечо и вычисляется по формуле:

M_max = q × l2/8, где:

• q — нагрузка на перекрытие;
• l —длина пролета.

Момент сопротивления (требуемый) демонстрирует, насколько материал способен сопротивляться сжатию, растяжению и изгибу. В формулу вводится максимальный изгибающий момент M_max и расчетное сопротивление древесины R. Получается W_треб = М_max/R, при этом R зависит от большого количества поправок, связанных с породой древесины, пропиткой и температурой, но калькулятор их не учитывает, выдавая лишь ориентировочные результаты по расчету балки.

Момент сопротивления балки будет разным для различных форм сечения — квадратных, круглых, прямоугольных, овальных и т. д. Прямоугольное сечение, как самое распространенное, имеет следующую формулу для определения момента сопротивления:

W = b × h2/6, в которой b и h — ширина и высота балки соответственно.

На прочность онлайн калькулятор рассчитывает, сравнивая момент сопротивления с требуемым моментом: по нормативам W_треб ≤ W. Максимальный прогиб просчитывается по формуле:

f = (5 × q × l4 ) / (384 × E × (b × h3 / 12)), в которой нагрузка на перекрытие обозначается q, пролет — l, модуль упругости — E, высота балки h и ширина ее b.

Цены на заборы из поликарбоната

Стоимость забора из поликарбоната зависит от устройства самой конструкции, от вида листов и их размера, также в нее уже включено изготовление изделий и установка.

Забор из материала	Высота забора, м	Цена за пог. метр забора с учетом установки, руб
Сотовый поликарбонат 8 мм	1.5	1370
1,8	1470
2	1570
Сотовый поликарбонат 10 мм	1.5	1470
1,8	1570
2	1670
Монолитный поликарбонат 6 мм	1.5	2100
1,8	2200
2	2300
Монолитный поликарбонат 6 мм	1.5	2300
1,8	2450
2	2550

Узнайте стоимость вашего забора! 8 (499) 703-41-12

Заказать расчет

Как заказать забор из поликарбоната

Если вы хотите оформить заказ на строительство ограждения, то Вам нужно заполнить специальную форму для «онлайн-заказов» у нас на сайте. Для этого необходимо ввести в специальные поля имя и фамилию, указать телефон, написать небольшой текст, кратко характеризующий заказ и ввести код с картинки. Наши менеджеры обязательно свяжутся с Вами, чтобы обговорить детали заказа и выслать бригаду замерщиков.

Обращаясь к нам, вы можете не сомневаться, что в ближайшее время ваш участок будет окружать прочное, долговечное и эстетичное ограждение.

Как добиться прочности конструкции

Согласно нормам, балка, используемая на эстакаде должна иметь изгиб не больше одного см при ее длине в полтора метра. При этом, в других конструкциях этот показатель меняется. В индивидуальном доме, балки чердака могут прогибаться на один см, при длине 2 м, а в многоэтажных домах тот же сантиметр должен припадать на длину в 2,5 м.

Для того, чтобы постройка была надежной и прочной, расчеты нужно проводить еще в процессе планирования здания. Именно в этот момент и определяется такой показатель, как изгиб балки. Ведь чем меньше прогибается балка, тем выше прочность дома. Таким образом потолок получает равномерное распределение веса и сохраняет устойчивость дома. Если же балки сильно прогибаются, то и весь потолок будет ненадежным и со временем происходит разрыв соединений и здание рушится.

Перед началом расчета, составляют схему давления на балку – макет будет кстатиИсточник pouznaval.ru

Расчеты проводятся с помощью одного из способов:

1. Прибегнуть к помощи онлайн-калькулятора. В данном инструменте запрограммированы стандартные данные.
2. Воспользоваться справочником и, сравнив все параметры, произвести расчеты самостоятельно.
3. Воспользоваться формулой и самостоятельно просчитать изгиб балок.

В помещении, которое используется уже не один год, определить насколько аварийным является его состояние, можно только после того, как будет определен уровень проседания балок.

Формулы и элементы расчета

Калькулятор при расчетах использует следующие исходные данные:

• длина балки – это параметр, который закладывается проектом и зависит от расстояния между несущими стенами;
• сечение бруса – его ширина и высота, причем высота всегда должна быть больше для лучшего сопротивления специфическим изгибающим нагрузкам;
• порода дерева – от нее зависит пластичность и глубина прогиба балки, а соответственно, и максимально возможная нагрузка;
• предполагаемая нагрузка – берется из стандартов и зависит от типа помещения и количества жильцов.

Кроме исходных данных в калькуляторе заложена переменная – шаг бруса. Меняя его значение, можно подобрать оптимальный вариант размещения балок. В калькуляторе заложены справочные значения, характерные для каждого из выбранных параметров:

• разрушающее усилие – это величина постоянной нагрузки на балку, при достижении которой произойдет обрушение, зависит от габаритов бруса;
• распределенное усилие – зависит от величины предполагаемой нагрузки;
• прогиб в миллиметрах – максимально допустимая величина деформации, зависит от длины балки, величина приведена для сравнения, она не должна превышать расчетный прогиб;
• расчетный прогиб в миллиметрах – зависит от породы дерева.

В итоге после введения всех данных калькулятор сообщает о том, существует ли запас по прогибу и прочности при заданных пользователем параметрам. Если запас есть, балку можно использовать, если нагрузка превышена, следует откорректировать один из параметров. Для справки в калькуляторе приведены такие величины, как крутящий момент и масса самой балки. Первый параметр интересен для общего развития, а вот вес полезно знать, так как от него зависит стоимость доставки леса на стройплощадку.

Пример расчета

Металлической балки перекрытия:

Произведём расчёт балки на прочность и на прогиб в следующих условиях. В квадратном здании площадью 36 кв. м. устраивается межэтажная перегородка, при этом, балки должны укладываться через каждые 0,8 м.

Предварительно подбираем профиль балки №12, у которого масса 1 м.п. составляет 11,5 кг, длина балки – 6 м, расчётное сопротивление принимаем равным 210 МПа, а модуль Юнга 200000 МПа. Нормативную нагрузку примем согласно СНиП «Нагрузки и воздействия» равной 240 кг/кв.м., расчётная будет равна 300 кг/кв.м. Стоимость одной тонны металлического фасонного профиля в среднем составляет 25000 рублей.

Итоговый результат можно увидеть на рисунке выше.

Полученные результаты показывают, что в таких условиях эксплуатации двутавровая балка сортамента №12 не подойдёт. Исходя из полученного момента инерции, выбираем профиль №18. 

Расчет несущей способности:

1. Чтобы рассчитать несущую способность одной балки нужно из таблицы сортамента выбрать момент осевого сопротивления и по формуле вычислить максимально допустимый изгибающий момент:
2. Отсюда можно вычислить максимально допустимую равнораспределённую нагрузку на однопролётную балку.

Расчет сечения металлических балок:

1. Для расчёта необходимого сечения металлической балки можно воспользоваться формулой расчёта момента сопротивления сечения.
2. После вычисления результата, определить площадь сечения нужно по сортаменту фасонного профиля, выбрав при этом номер двутавра с ближайшим большим значением момента сопротивления.

При расчёте металлической балки пролёта необходимо отнестись ко всему ответственно и внимательно, потому что от расчёта зависит срок эксплуатации здания и его возможная нагрузка. Здания, построенные по ошибочным расчётам, могут разрушиться в любой момент, унеся за собой много жизней.

Табличные данные

Анализ статистики и расчеты на основании данных о нагрузочной способности древесины хвойных пород (усредненной) позволили составить таблицу расстояний между лаг, вывести связь между толщиной досок (плит) настила и шагом опорных брусьев.

Важно: если проходимость комнаты повышена или планируется установка тяжелой мебели (оборудования), необходимо делать поправку. При этом увеличивается толщина половой доски, как и сечение брусьев, а размер между лагами уменьшается

Для устройства пола на твердом (железобетонная плита) основании принимается минимально допустимое сечение брусьев и максимальное расстояние между ними. При создании настила в каркасном или деревянном доме учитывается не только полезная нагрузка на настил, но также собственный вес конструкции – брусьев, чернового настила, тепло-, звуко- и гидроизоляции, чистовой отделки.

Как правильно сделать вентиляцию в погребе с повышенной влажностью, осушение погреба

Бывают ситуации, когда хранилище строится в местности, для которой характерен высокий уровень грунтовых вод или климат с повышенной влажностью. Большое содержание влаги в воздухе может негативным образом сказаться на состоянии продуктов, которые хранятся в погребе.

Кроме того, при системе вентиляции погреба с одной трубой, влага часто конденсируется на ее стенках, а в холодное время года – замерзает. Таким образом она может намерзнуть в несколько слоев и полностью закупорить вентиляционное отверстие. Чтобы этого не произошло – необходимо обустройство системы принудительной вентиляции с усиленной вытяжкой.

При помощи принудительной вытяжки можно существенно уменьшить влажность в любом типе погреба. Как сделать сухим даже достаточно большое помещение? Для этого необходимо использовать не только вентиляционную систему, но и предварительно просушить погреб. Чтобы это сделать, нужно перед обустройством вентиляции в погребе своими руками вынести из него все продукты, после чего провести работы по сушке.

Схема установки свечей для просушки подвала

Осушить погреб можно несколькими способами:

1. При помощи железной печки или жаровни – в подвал опускается жаровня или ведро с углями, огонь поддерживается до тех пор, пока в помещении не станет достаточно сухо. Перед началом такой сушки в погребе необходимо открыть дверь и другие отверстия. Огонь лучше всего разжигать при помощи древесных опилок или щепок, а при необходимости операцию можно повторить несколько раз.
2. С помощью свечи – свеча устанавливается под вытяжкой в погребе. Правильное использование такого метода подразумевает небольшие размеры погреба, иначе он не будет достаточно эффективным. Сушка подвала при помощи свечи проще, чем с использованием жаровни, но и занимает больше времени. Как правило, на это уходит несколько дней, в течение которых свечи придется регулярно менять.
3. С использованием специального осушителя воздуха – хороший вариант для хранилищ большого размера, позволяет быстро избавиться от влажности в помещении. Использовать осушитель можно в дополнение к обычной системе приточно-вытяжной вентиляции, если в погребе часто скапливается влага.

Выбирать подходящий вариант осушения подвала нужно в зависимости от его размера, а также наличия у вас времени и возможностей. Монтаж эффективной системы вентиляции позволит заниматься этим реже, но полностью избавить от необходимости просушивания влажного погреба не сможет даже самая качественная вентиляция, если при строительстве помещения не была выполнена его гидроизоляция.

Сушка стен погреба с помощью самодельной жаровни

Схемы подключения

Что такое прогиб

Под действием внешних нагрузок и крутящих моментов у любого элемента имеется свойство прогибаться. Величина изгиба зависит от:

• структуры материала;
• прилагаемых нагрузок;
• размеров в сечении.

Допустимый прогиб балки состоит из следующих составляющих:

• совокупность силы прогиба и допускаемых параметров;
• эксплуатация сооружения с постепенно образовавшейся деформацией.

определяются максимальные значения

Если выполнять расчеты самостоятельно, то лучшим решением будет пользоваться простой схемой, учитывая максимальный заданный запас прочности.

Последовательность алгоритма:

• составление схемы;
• определение размеров;
• вычисление максимальной силы, оказывающей давление на элемент;
• определение прочности по изгибающему моменту;
• определение максимального прогиба.

Далее выполняются простые вычисления.

См. также

Польза онлайн-калькулятора для расчета деревянных перекрытий

Самостоятельные расчеты утомительны и чреваты риском не учесть какой-либо важный параметр. Так, деревянные балки для перекрытий должны обладать определенным сечением, учитывающим возможную нагрузку на них от мебели и техники, находящихся в помещении людей

При таких расчетах крайне важно знать возможный прогиб балки и максимальное напряжение в опасном сечении

Разное сечение бруса

Преимущества калькулятора в следующем:

• Точность. Формулы расчета учитывают множество параметров. В специальных полях задаются: тип поперечного сечения (круглое или прямоугольное), длину балки между опорами и шаг, параметры используемой древесины, предполагаемую постоянную нагрузку.
• Сроки. Ввести готовые параметры и получить результат выйдет значительно быстрее, чем рассчитывать вручную требуемые значения.
• Удобство. Онлайн-калькулятор расчета деревянных балок составлен таким образом, что после введения всех постоянных величин, вам остается просто подбирать сечение балки до тех пор, пока не будет обеспечена необходимая прочность.

Миланский орех – цвет позитивного настроения

Светлый миланский орех в гостиной комнате

Светлый орех в стиле хай тек

Отдавая предпочтение такому цвету, как миланский орех, необходимо знать с какими оттенками он сочетается. Это достаточно уживчивый цвет, с ним великолепно смотрятся:

• изделия из того же дерева (орех или темный орех);
• вишня, беленый дуб;
• теплые и спокойные оттенки другого окраса, например, карамельный, охристый, песочный;
• зеленоватые, серые, розовые цвета;
• сочетание с красным или синим тоном придаст интерьеру насыщенность;
• изумительное сочетание цвета миланский орех с изделиями из натуральной кожи.

Кухонная мебель с элементами дерева

Миланский орех в сочетании с кожаными предметами декора

Миланский орех в сочетании с белым

Как правило, выбирают подобный оттенок изготовители межкомнатных дверей. Однако, миланский орех – великолепный вариант для мебельного производства. Гармонично и изысканно будет выглядеть оформление интерьера с мебелью, межкомнатными дверями и напольным покрытием, выполненными в единой цветовой гамме – миланский орех. Такое декорирование выдержано в классическом стиле и не имеет чопорных или холодных деталей, это хорошо заметно на фото.

Цветовая гармония в оформлении спальной комнаты

Миланский орех – цвет спокойствия и уюта. Интерьеры с преобладанием такой цветовой гаммы теплые и по-домашнему родные.

Предварительные соображения

Нагрузка балок может быть распределённой (“q” на схемах 3,4,5,9,15 и др.) или сосредоточенной (“P” на схемах 1,2,6,7,8 и др.).

Крепление балок может быть:

1. консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие);
2. “заделка – заделка”, когда оба конца балки из трубы жестко защемлены (заделаны), схемы 6, 7, 8, 9;
3. “шарнир – шарнир”, (схемы 12, 13, 14, 15 и другие), причём левый шарнир неподвижный, а правый подвижный;
4. “заделка – шарнир” (схемы 9, 10, 11 другие).

Жесткая заделка предотвращает поворот балки из трубы и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир допускает поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации трубы под нагрузкой.

Читать также: Изделия из нержавейки производство

Жесткая заделка трубы предотвращает ее поворот и перемещение в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир допускает поворот в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки из трубы под нагрузкой.

Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложенной нагрузкой зависит также от ее длины, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости (“E”). Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1) * 10 ^ 5 MПа; легировнной (2.1 – 2.2) * 10 ^ 5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1 * 10 ^ 5 MПа, что составляет 2142000 кг.см2.

Из размерных характеристик поперечного сечения трубы для расчёта прогиба используется момент инерции сечения (“I”); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки трубы относительно опор.

Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 – 1/250 длины трубы.

Область применения

Чаще всего, двутавровые балки применяются в промышленном строительстве, а именно, в случае возведения зданий с большими пролётами между опорами.

Благодаря своим механическим характеристикам и стойкости к динамическим воздействиям, металлический брус используют при возведении дорог и мостов и в других случаях необходимости возведения конструкций, выдерживающих большие нагрузки подобного характера.

В последнее время, стальные двутавровые балки стали применять в качестве элемента декора в квартирах и офисах. После покраски, металлическая балка может выглядеть эстетично и иметь практическое применение в бытовом хозяйстве.

Плюсы и минусы установки лаг

В монтаже напольного покрытия на лаги есть ряд преимуществ:

1. В имеющееся между ними пространство можно уложить не только теплоизоляционные материалы, но и провода и трубы инженерных систем.
2. Стоимость брусков невысокая, а установка лаг для пола выполняется достаточно просто, установить их при желании может каждый домашний умелец.
3. Опорная конструкция из них способна выдерживать 5-тонную нагрузку на каждый «квадрат».
4. Нередко при необходимости отреставрировать пол достаточно бывает произвести ремонт лаг. При этом перестилать напольное покрытие не требуется.
5. Нагрузка, оказываемая на перекрытие здания, меньше, чем при обустройстве цементной стяжки, поскольку конструкция весит немного.
6. Благодаря использованию брусков, можно вывести расположение плоскости пола на любую высоту.
7. После того, как смонтирована конструкция, проводить дополнительные работы не потребуется. К укладке напольных изделий приступают сразу же.

Пол, смонтированный на лагах, имеет также и недостатки:

1. Уменьшается высота помещения на несколько сантиметров.
2. Трудоемкая технология выполнения работ. Элементы конструкции сложно разметить и установить.

Как правильно установить балочные элементы

При возведении здания из кирпича, при выполнении кладки для установки несущих деталей в стенах выполняются проемы для установки концов горизонтальных опор. По принятым правилам величина опоры конца опорной детали должна быть не менее 15 сантиметров. Установка переводов должна быть строго горизонтальной, что контролируется строительным уровнем. При необходимости регулировки положения под ее концы можно устанавливать плашки или регулировочные проставки. Для деревянных перекрытий обязательна установка гидроизоляции из одного или двух слоев рубероида.

Это защитит материал от переувлажнения, сопровождаемого процессами гниения. С этой же целью деревянные детали обрабатываются противобактериальными препаратами. Для снижения горючести применяются противопожарные пропитки. Свободное пространство, образующееся по ходу установки конца опоры, нужно заполнить утепляющими материалами.

Как произвести онлайн расчет

Рассмотрим порядок подсчета при использовании перекрытия из древесины – наиболее популярного материала для индивидуального и малоэтажного строительства. Эти наиболее сложные математические задачи лучше выполнять с использованием калькулятора из интернета с высокой степенью вероятности получения достоверного результата.

Расчет на прогиб (изгиб) – алгоритм расчета

Для выполнения этой операции разработан определенный порядок. Расчет балки на прогиб и изгиб производится следующим образом:

1. Составляется схема нагружения.
2. Определяются основные размеры опоры.
3. Производится вычисление максимально допустимой нагрузки на эту деталь.
4. При необходимости определяется величина прочности на значение прогибающего момента.
5. Рассчитывается максимально возможный прогиб опорного элемента при данном нагружении.

При вычислении допустимой нагрузки учитываются следующие показатели:

• вес метрового образца перекрытия;
• масса перекрытия в приложении к одному квадратному метру;
• расстояние между опорными балками в метрах.

Учитывая важность точности результат расчета балки на прогиб / изгиб, лучше воспользоваться онлайн-калькулятором, где учтены все характеристики и особенности конструкции перекрытия. Особо важно выполнение расчета балки на прочность

По получении конечного результата нужно учесть необходимость в определенном запасе прочности перекрытия, регламентированного соответствующими СНиП.

Если максимальная распределенная нагрузка превышает показатели прочности материала опоры, необходимо изменить геометрические параметры опоры и пересчитать по новым данным. Величина прогиба зависит также от материала, из которого она изготовлена. Калькулятором предусмотрена также порода древесины, из которой она изготавливается.

Нужно заметить, что этот вид вычисления относится к наиболее сложным математическим операциям в строительстве и часто неподвластен даже инженерам. Поэтому расчет балки на изгиб лучше выполнять с использованием онлайн-калькулятора. А учитывая, что составители калькуляторов тоже люди, им свойственно ошибаться, лучше перепроверить его дополнительно на разных программах. Только вот оценку результата придется выполнять самому. Для этого нужно, как минимум, владеть методикой построения эпюр нагрузок.

Для страховки конструкторы часто вводят на консолях дополнительные упоры в виде укосин, если это возможно.

Онлайн расчет статически неопределимой балки

Опорное основание такого типа считается таковым в том случае, когда к нему нельзя применить уравнение равновесия. Это возможно при том случае, когда на ферме отсутствуют промежуточные шарниры и имеются шарнирные опоры по концам, один из которых является жестко защемленным, а второй оснащается подвижным шарниром.

Алгоритм онлайн просчета предполагает построение эпюр нагрузок в трех плоскостях и представляет собой сложную математическую задачу. Поэтому имеет смысл воспользоваться специальным онлайн калькулятором из интернета и получить конечный результат без особых затрат времени.

Нужно заметить, что выполнение расчетов такого уровня сложности является частным случаем при проектировании нестандартных строений. Чаще всего используются типовые конструкции, где опорные элементы просчитаны заранее. Кроме того, наличие различного рода строительных онлайн калькуляторов упрощает задачу выполнения расчетов. Их использование оправдано, когда возникают сомнения в правильности выбора материалов.

Расчет прогибов балки

Посмотрим, как пользоваться методом начальных параметров на примере простой балки, которая загружена всевозможными типами нагрузок, чтобы максимально охватить все тонкости этого метода:

Реакции опор

Для расчета нужно знать все внешние нагрузки, действующие на балку, в том числе и реакции, возникающие в опорах.

Если ты не знаешь, как определять реакции, то рекомендую изучить данный материал, где я как раз рассказываю, как они определяются на примере этой балки:

Распределенная нагрузка

Метод начальных параметров, который будем использовать чуть позднее, работает только в том случае, когда распределенная нагрузка доходит до крайнего правого сечения, наиболее удаленного от начала системы координат. Конкретно, в нашем случае, нагрузка обрывается и такая расчетная схема неприемлема для дальнейшего расчета.

Если бы нагрузка была приложена вот таким способом:

То можно было бы сразу приступать к расчету перемещений. Нам же потребуется использовать один хитрый прием – ввести дополнительные нагрузки, одна из которых будет продолжать действующую нагрузку q, другая будет компенсировать это искусственное продолжение. Таким образом, получим эквивалентную расчетную схему, которую уже можно использовать в расчете методом начальных параметров:

Приступим непосредственно к самому расчету прогиба балки. Рассмотрим наиболее интересное сечение в середине пролета, очевидно, что это сечение прогнется больше всех и при расчете на жесткость такой балки, рассчитывалось бы именно это сечение. Обзовем его буквой – C:

Относительно системы координат записываем граничные условия. Учитывая способ закрепления балки, фиксируем, что прогибы в точках А и В равны нулю, причем важны расстояния от начала координат до опор:

\

\

Записываем уравнение метода начальных параметров для сечения C:

\

Произведение жесткости балки EI и прогиба сечения C будет складываться из произведения EI и прогиба сечения в начале системы координат, то есть сечения A:

\

Напомню, E – это модуль упругости первого рода, зависящий от материала из которого изготовлена балка, I – это момент инерции, который зависит от формы и размеров поперечного сечения балки. Также учитывается угол поворота поперечного сечения в начале системы координат, причем угол поворота дополнительно умножается на расстояние от рассматриваемого сечения до начала координат:

\

Учет внешней нагрузки

И, наконец, нужно учесть внешнюю нагрузку, но только ту, которая находится левее рассматриваемого сечения C. Здесь есть несколько особенностей:

Сосредоточенные силы и распределенные нагрузки, которые направленны вверх, то есть совпадают с направлением оси y, в уравнении записываются со знаком «плюс». Если они направленны наоборот, соответственно, со знаком «минус»:

Моменты, направленные по часовой стрелке – положительные, против часовой стрелки – отрицательные:

Все сосредоточенные моменты нужно умножать дробь:

\

Все сосредоточенные силы нужно умножать дробь:

\

Начало и конец распределенных нагрузок нужно умножать на дробь:

\

Откуда такие цифры и степени взялись? Все эти вещи вытекают при интегрировании дифференциального уравнения упругой линии балки, в методе начальных параметров все эти выводы опускаются, то есть он является как бы упрощенным и универсальным методом.

Формулы прогибов

С учетом всех вышеописанных правил запишем окончательное уравнение для сечения C:

\

Поэтому, чтобы найти прогиб, составим второе уравнение для сечения B, из которого можно определить угол поворота сечения A. Заодно закрепим пройденный материал:

\

Упрощаем уравнение:

\

Выражаем угол поворота:

\

Подставляем это значение в наше первое уравнение и находим искомое перемещение:

\

Вычисление прогиба

Значение получили в общем виде, так как изначально не задавались тем, какое поперечное сечение имеет рассчитываемая балка. Представим, что металлическая балка имеет двутавровое поперечное сечение №30. Тогда:

\