Несущая способность 12 швеллера: Расчет швеллера на прогиб и изгиб – Какую нагрузку выдерживает швеллер — The-master.ru

Швеллер 12

Швеллеры 12 требуются не только в строительной сфере для возведения мостов, кровельных прогонов, ферм и колонн, но и в автомобилестроении, вагоностроении. Это вид фасонного металлопроката, который также применяют в основе решеток, сечений и прочих конструкций из стали, в качестве каркаса. Металлические швеллеры придают сборке надежность и устойчивость. И применение данных изделий позволяет увеличить несущие нагрузки, которые должны выдерживать постройка, в т.ч. осевые и работающие на изгиб.

Маркировка швеллеров

Продукция металлопроката имеет специальный индекс в своем названии:

  • «У» — изделие имеет уклон внутренних граней полок;
  • «Э» — экономичная модель;
  • «П» заготовка с параллельными гранями;
  • «В» — швеллеры применяются в вагоностроении;
  • «С» — специальные;
  • «Т» — швеллеры для тракторов.

Производство швеллер 12

Весь класс металлопроката можно разделить на разные виды производства: методом горячекатаного выпуска, гнутым или специальным. Изготовление стального швеллера 12 относится к первому методу производства — горячей прокатки, что регламентировано ГОСТом 8240-97.

Маркировка в цифрах показывает высоту изделия. Когда швеллер выпускается с высокой точностью, то углы должны быть притуплены не более чем на 2мм, а когда обычной точности, то цифровой показатель не имеет значения. При производстве используется сталь марок 09Г2С и Ст3пс. Первый тип стали содержит в себе легированные элементы и марганец, что позволяет ему быть более прочным, в отличие от марок обычной стали. Эта особенность положительным образом сказывается на устойчивости швеллера к переменам температуры и агрессивному воздействию окружающей среды.

Швеллер 12 технические характеристики

Установленными стандартами качества ГОСТа 8240-89 предусмотрены следующие характеристики изделия:

  • площадь швеллера 12 — 43,1кв.м /тонну профиля;
  • высота заготовки — 120мм;
  • толщина полки — 7,8мм;
  • удельный вес швеллера 12 погонного метра — 10,4кг при плотности стали 7850кг/м3;
  • толщина стенки изделия — 4,8мм;
  • ширина полки — 52мм;
  • площадь сечения — 13,30см2;
  • R внутреннего закругления, не более 7,5мм;
  • r закругления полки — 3мм.

Максимальная нагрузка на 12 швеллер указана в сопроводительной документации, но при желании вы всегда можете запросить информацию в инженерном отделе завода-производителя.

Швеллер 12 — размеры, вес 1 метра, ГОСТ 8240 97

Швеллер 12 – востребованный вид проката, имеющий поперечное сечение П-образной формы и высоту стенки 120 мм. По способу изготовления различают горячекатаный профиль и гнутый. Для первого характерны четкие наружные углы, повышенная прочность, благодаря небольшому утолщению во внутренних углах, вероятные дефекты поверхности и невысокая точность размеров. Второй тип проката имеет скругленные наружные углы, одинаковую ширину стенки и полки, приемлемое качество поверхности, благодаря исправлению дефектов во время гибки на станах.

Горячекатаный швеллер 12: сортамент, характеристики

При производстве этого вида фасонного проката применяются:

  • сталь углеродистая обыкновенного качества (ст3 сп/пс) – для конструкций, эксплуатируемых при умеренных нагрузках и нормальных погодных условиях;
  • низколегированная сталь (09Г2С) – для металлоконструкций, предназначенных для эксплуатации при низких температурах и повышенных нагрузках.

Размеры горячекатаного швеллера регламентируются ГОСТом 8240-97, в соответствии с которым выпускается профиль с внутренними гранями полок, расположенным под уклоном 4-10%, и с параллельными внутренними гранями полок серий «П», «Э», «Л». Диапазон углов уклона внутренних граней может быть ужесточен по требованию заказчика.

Таблица размеров и массы швеллера 12

Тип швеллера 12 Высота стенки, см Ширина полки, мм Толщина стенки, мм Толщина полки, мм Вес 1 м швеллера 12, кг
С уклоном внутренних граней полок (У) 12 52 4,8 7,8 10,4
С параллельными внутренними гранями полок (П) 12 52 4,8 7,8 10,4
Экономичный, с параллельными гранями полок (Э) 12 52 4,5 7,8 10,24
Легкий, с параллельными гранями полок (Э) 12 30 3,0 4,8 5,02

Профильные изделия экономичной серии имеют более тонкую стенку, легкой серии – меньшие ширину и толщину полки, толщину стенки, по сравнению с изделиями серии «П». Стандартная длина хлыстов, поступающих к потребителю, – 2-12 погонных метров, по согласованию с заказчиком она может быть увеличена. При расчетах, сколько весит швеллер, используют усредненную плотность стали 7,85 кг/дм3.

Горячекатаный швеллер с высотой стенки 120 мм способен выдерживать достаточно высокие нагрузки на изгиб и прогиб. Этот профиль используется в несущих конструкциях в качестве основного несущего или дополнительного усиливающего элемента. Области его применения: каркасное строительство, изготовление каркаса под отделочные материалы (устройство вентилируемых фасадов), усиление фундаментов, устройство ограждений и лестниц, изготовление нестандартного производственного оборудования, машиностроение.

Гнутый швеллер 12: особенности производства и характеристики

Гнутый швеллер имеет скругленные внешние углы, одинаковую толщину стенки и полок, может быть равно- и неравнополочным. Производство равнополочного профиля определяется ГОСТом 8278-83, неравнополочного – государственным стандартом 8281-80. Неравнополочный прокат имеет достаточно ограниченные, узкоспециализированные области применения. Точность изготовления – обычная, повышенная, высокая.

Таблица сортамента равнополочного гнутого швеллера 12

Высота стенки, см Ширина полки, мм Толщина стенки, мм Площадь поверхности поперечного сечения, см2 Масса 1 м, кг
12 25 4 6,2 4,87
12 50 3 6,2 4,91
12 50 4 8,2 6,44
12 50 6 11,86 9,3
12 60 4 9,0 7,07
12 60 5 11,09 8,71
12 60 6 13,06 10,25
12 70 5 12,09 9,49
12 80 4 10, 8,32
12 80 5 13,09 10,28

Гнутый металлический профиль изготавливается на профилегибочных станах из горяче- и холоднокатаных полосовых заготовок. Во время процесса гибки исправляются некоторые дефекты поверхности. При производстве гнутого швеллера, помимо углеродистых сталей обыкновенного качества, качественных конструкционных и низколегированных, используются оцинкованные заготовки и полосы из коррозионностойкой стали. Оцинкованный профиль применяется в условиях повышенной влажности, нержавеющий – на предприятиях, на которых предъявляются высокие требования по коррозионной стойкости, гигиеническим и эстетическим характеристикам.

Помимо стали различных марок, для изготовления гнутого профильного проката П-образной формы используется алюминий и медь, а также сплавы на их основе. Продукция из алюминиевых сплавов применяется в конструкциях, для которых важно сочетание небольшого удельного веса, коррозионной стойкости и хорошей прочности.

Расчет металлического косоура лестницы или как подобрать сечение швеллера

Косоуром в лестнице называют наклонную металлическую балку, на которую опираются ступени.

Данный расчет касается металлических косоуров из прокатных швеллеров.

Внимание! В статье периодически слетает шрифт, после чего вместо знака угла наклона лестницы «альфа» отображается знак «?» Приношу извинения за неудобства.

Исходные данные.

Ширина лестничного марша 1,05 м (лестничные ступени сборные ЛС11, масса 1 ступени 105 кг). Количество косоуров – 2. Н = 1,65 м – половина высоты этажа; l1 = 3,7 м – длина косоура. Угол наклона косоура α = 27°, cosα = 0.892.

 

Сбор нагрузок.

Действующая нагрузка

Нормативная нагрузка, кг/м2

Коэффициент надежности

Расчетная нагрузка, кг/м2

Нагрузка от веса ступеней:

11шт.*105кг/(2*3,7м*1,05м)

149

1,1

164

Временная нагрузка (от веса людей, переносимых грузов и т.п.)

300

1,4

420

ИТОГО

449

 

584

В итоге, действующая нормативная нагрузка на наклонный косоур равна q1н = 449 кг/м2, а расчетная q1р = 584 кг/м2.

Расчет (подбор сечения косоура).

Первое, что нужно сделать в данном расчете, это привести нагрузку на 1 кв. м площади марша к горизонтальной и найти горизонтальную проекцию косоура. Т.е. по сути при реальной длине косоура l1 и нагрузке на 1 кв.м марша q1, мы переводим эти значения в горизонтальную плоскость через cosα так, чтобы зависимость между q и l осталась в силе.

Для этого у нас есть две формулы:

1) нагрузка на 1 м2 горизонтальной проекции марша равна:

q = q1/cos2α;

2) горизонтальная проекция марша равна:

l = l1cosα.

Обратите внимание, что чем круче угол наклона косоура, тем меньше длина проекции марша, но тем больше нагрузка на 1 м2 этой горизонтальной проекции. Это как раз и сохраняет зависимость между q и l, к которой мы стремимся.

В доказательство рассмотрим два косоура одинаковой длины 3м с одинаковой нагрузкой 600 кг/м2, но первый расположен под углом 60 градусов, а второй – 30. Из рисунка видно, что для этих косоуров проекции нагрузки и длины косоура очень сильно отличаются друг от друга, но изгибающий момент получается для обоих случаев одинаковым.

Определим нормативное и расчетное значение q, а также l для нашего примера:

qн = qн1/cos2α = 449/0.8922 = 564 кг/м2 = 0,0564 кг/см2;

qр = qр1/cos2α = 584/0.8922 = 734 кг/м2 = 0,0734 кг/см2;

l = l1cosα = 3,7*0.892 = 3,3 м.

Для того, чтобы подобрать сечение косоура, необходимо определить его момент сопротивления W и момент инерции I.

Момент сопротивления находим по формуле W = qрal2/(2*8mR), где

qр = 0,0734 кг/см2;

 

a = 1,05 м = 105 см – ширина марша;

l = 3.3 м = 330 см – длина горизонтальной проекции косоура;

m = 0.9 – коэффициент условий работы косоура;

R = 2100 кг/см2 – расчетное сопротивление стали марки Ст3;

2 – количество косоуров в марше;

8 – часть небезызвестной формулы определения изгибающего момента (М = ql2/8).

Итак, W = 0,0734*105*3302/(2*8*0.9*2100) = 27,8 см3.

Момент инерции находим по формуле I = 150*5*aqнl3/(384*2Еcos?) , где

Е = 2100000 кг/см2 – модуль упругости стали;

150 – из условия максимального прогиба f = l/150;

a = 1,05 м = 105 см – ширина марша;

2 – количество косоуров в марше;

5/348 – безразмерный коэффициент.

Для тех, кто хочет разобраться подробнее в определении момента инерции, обратимся к Линовичу и выведем приведенную выше формулу (она несколько отличается от первоисточника, но результат вычислений будет одинаков).

Момент инерции можно определить из формулы допустимого относительного прогиба элемента. Прогиб косоура вычисляется по формуле: f = 5ql4/348EI, откуда I = 5ql4/348Ef.

В нашем случае:

q = аqн1/2 = аqнcos2?/2 – распределенная нагрузка на косоур от половины марша (в комментариях часто спрашивают, почему косоур считается на всю нагрузку от марша, а не на половину – так вот, двойка в этой формуле как раз и дает половину нагрузки);

l4 = l14 = (l/cos?)4 = l4/ cos?4;

f = l1/150 = l/150cos? – относительный прогиб (согласно ДСТУ «Прогибы и перемещения» для пролета 3 м).

Если подставить все в формулу, получим:

I = 150*cos?*5aqнcos2? l4/(348*2Еlcos4?) = 150*5*aqнl3/(348*2Еcos?).

У Линовича, по сути, то же самое, только все цифры в формуле приведены к «коэффициенту с, зависящему от прогиба». Но так как в современных нормах требования к прогибам жестче (нам нужно ограничиваться величиной 1/150 вместо 1/200), то для простоты понимания в формуле оставлены все цифры, без всяких сокращений.

Итак, I = 150*5*105*0,0564*3303/(384*2*2100000*0,892) = 110,9 см4.

Подбираем прокатный элемент из таблицы, приведенной ниже. Нам подходит швеллер №10.

Швеллер ГОСТ 8240

№10

№12

№14

№16

№18

Момент сопротивления W, см3

34,8

50,6

70,2

93,4

121

Момент инерции I, см4

174

304

491

747

1090

Данный расчет выполнен по рекомендациям книги Линович Л.Е. «Расчет и конструирование частей гражданских зданий» и предусматривает только подбор сечения металлического элемента. Для тех, кто хочет детальней разобраться с расчетом металлического косоура, а также с конструированием элементов лестницы, необходимо обратиться к следующим нормативным документам:

СНиП III-18-75 «Металлические конструкции»;

ДБН В.2.6-163:2010 «Стальные конструкции».

Помимо расчета косоура по приведенным выше формулам нужно еще делать расчет на зыбкость. Что это такое? Косоур может быть прочным и надежным, но при ходьбе по лестнице создается впечатление, что она вздрагивает при каждом шаге. Ощущение не из приятных, поэтому нормы предусматривают выполнение следующего условия: если нагрузить косоур сосредоточенной нагрузкой в 100 кг в середине пролета, он должен прогнуться не более, чем на 0,7 мм (см. ДСТУ Б.В.1.2-3:2006, таблица 1, п. 4).

В таблице ниже приведены результаты расчета на зыбкость для лестницы со ступенями 300х150(h), это самый удобный для человека размер ступеней, при разной высоте этажа, а значит и разной длине косоура. В итоге, даже если приведенный выше расчет даст меньшее сечение элемента, окончательно подобрать косоур нужно, сверившись с данными таблицы.

Длина проекции марша Lx, м

Высота марша Н, м

Длина косоура L, м

Номер прокатного швеллера ГОСТ 8240-97, ДСТУ 3436-96

Номер гнутого швеллера ГОСТ 8278-83

Номер двутавра ГОСТ 8239-89

Размеры гнутой трубы квадратной ГОСТ 30245-94, ДСТУ Б.В.2-6-8-95

2,7

1,35

3,02

12

140х60х5

12

120х120х4

3

1,5

3,35

14

140х80х5

14

140х140х4

3,3

1,65

3,69

16

160х80х5

14

140х140х4

3,6

1,8

4,03

16

160х80х5

16

160х160х4

Для того, чтобы правильно законструировать лестницу, можно воспользоваться типовыми сериями:

1.450-1 «Лестницы из сборных железобетонных ступеней по стальным косоурам»;

1.450-3 «Стальные лестницы, площадки, стремянки и ограждения».

Как законструировать лестничный марш из сборных ступеней по металлическим косоурам, можно узнать из статьи «Cборная лестница по металлическим косоурам.»

 

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».

В этом разделе Вы можете задать вопросы и получить на них ответы. Комментарии в этой статье я закрываю. Если есть замечания к содержанию статьи, пишите на адрес Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

class=»eliadunit»>

Комментарии в данной теме закрыты. Чтобы получить бесплатную консультацию, перейдите по этой ссылке.

расчетные схемы и сбор нагрузок

Швеллер – вид фасонного металлопроката с поперечным сечением П-образной формы. Широко используется в строительстве в роли балок перекрытия, перемычек, востребован при отделке фасадов для устройства каркаса под облицовочный материал. Для правильного выбора номера швеллера необходимо знать, какую нагрузку он должен будет выдерживать при эксплуатации, способ закрепления, длину пролета, количество изделий, укладываемых вместе, материал изготовления.

Расчетные схемы для подбора номера швеллера

Каждый случай горизонтальной укладки швеллера можно привести к стандартной расчетной схеме. В зависимости от типа закрепления и распределения нагрузки, выделяют следующие виды балок:

  • Однопролетная шарнирно-опертая. Нагрузка распределена равномерно. Пример: профильный прокат, применяемый для устройства межэтажных перекрытий.
  • Консольная. Имеет один жестко закрепленный конец, нагрузка равномерно распределена. Обычно по такой схеме изготавливается козырек над подъездом из двух швеллеров, пространство между которыми заполнено армированным бетоном.
  • Шарнирно-опертая, имеющая две опоры и консоль для укладки балконных плит.
  • Однопролетная шарнирно-опертая, на которую оказывают воздействие две сосредоточенные силы. Обычно на нее укладывают две другие балки.
  • Однопролетная с двумя опорами, на которую воздействует одна сосредоточенная сила.

Сбор нагрузок, выдерживаемых швеллером

Для нахождения требуемого номера профиля, помимо расчетной схемы, необходимо определить вес, который должен будет выдержать швеллер. В соответствии со СНиПом 2.01.07-85, выделяют следующие типы нагрузок:

  • Постоянные. К ним относятся: вес самого швеллера и конструкций, которые на него опираются.
  • Временные. Разделяются на длительные (масса временных перегородок, слоя воды) и кратковременные (вес людей, ветровые и снеговые нагрузки).
  • Особые. Возникают в нестандартных ситуациях: при взрывах, из-за деформации основания, в связи с сейсмическим воздействием.

После определения всех исходных параметров можно воспользоваться онлайн-калькулятором или произвести самостоятельные расчеты по формулам.

Объясните идиоту, какую максимальную нагрузку выдержит швеллер 10П ?

два швеллера плиту выдержат, а три и машину на ней вертикально естесственно [

это засисит от многих факторов, толщина меттала, какой сплав итд..

И как Вам посчитать точечную нагрузку, если: 1. непонятно в какой именно точке 2. под каким углом 3. в каком направлении

О-о-о-о-о, тут сопромат надо вспоминать да эпюру чертить

Ну тонну распределенно швеллер не используется одиночно в конструкциях, испытывающих пролетную нагрузку, только в виде металлоконструкций типа фермы или иных

При шарнирном закреплении и сосредоточенной нагрузке, приложенной в середине пролета, максимальный изгибающий момент будет равен PL/4. Момент сопротивления изгибу швеллера 10П равен 34900 мм3. Допускаемые напряжения примем 200 МПа. Тогда сила P=200*34900*4/3000=9300 Н. Примерно тонна.

Швеллер 10, как в <a rel=»nofollow» href=»http://uralmet.su» target=»_blank»>http://uralmet.su</a>, при пролете 3 м выдержит без прогиба гарантийно по средине примерно 500 кг. При равномерном распределении до 1500кг.

Вот ты точно не хню спрашиваешь))) Уссаться можно

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о