Расчет сечения профиля для лестницы на швеллере/профильной трубе.

Маркировка швеллеров и их размеры.
Выбирая швеллер, будьте готовы к тому, что необходимо более подробно ознакомиться с маркировкой металлопроката. Ниже рассмотрим все понятия, которые включает в себя размеры и маркировку швеллеров.
Стальной металлопрокат П-образного сечения считается самым популярным изделием в строительстве, так как служит для усиления высотных сооружений, подходит в виде балок для перекрытий, перемычек, косоуров лестниц и иных строительных конструкций.
Обозначение швеллера в спецификации.
Ассортимент изделий П-образной формы сечения профиля разделяется на несколько групп, каждый из которых имеет свой индекс:

1. 
   
   • Буква «Э» означает экономичность заготовки;
   • Маркировка «П» показывает на наличие параллельных граней полок, которые расположены строго под прямым углом к основанию. Считается самым популярным и удобным швеллером при монтаже. Используется, как правило, в машиностроении и для усилений конструкции;
   • Буква «С» говорит о выпуске специальных изделий, которые обычно идут на заказ;
   • Маркировка «У» обозначает расположение граней полок под углом, наклон которого не должен превышать 10%. Такой вариант швеллера используется при строительстве высотных зданий и при выпуске техники;
   • Металлопрокат с обозначением буквы «Л» указывает на облегченность конструкции, которая применяется для тех сооружений, которые в будущем будут испытывать незначительные нагрузки. Легкие вариант швеллера помогает снизить нагрузку на фундамент, да и уменьшает общий вес самого каркаса.

Помимо этого обозначение швеллера может различаться в зависимости от точности изготовления. Обычного типа изделия имеют маркировку букв А, В и Б.

Размеры швеллеров
Параметры металлопроката указываются в цифрах. Допустим, индекс 5 означает, что высота швеллера составляет 50мм. При этом стандартные размеры балок не должны превышать значения 4м — 12м. Маркировка указывается стандартной. Обозначение швеллеров идет на специальных бирках.

Расчет несущей способности швеллера.
Чтобы подыскать металлопрокат, который бы подходил для конкретного случая, вам необходимо провести необходимые расчеты. В основе всех вычислений лежат два показателя: расстояние от одной стены до другой и будущая нагрузка на всю конструкцию.

Прочность металлической балки определяется следующими параметрами:

• 
  
  • форма поперечного сечения;
  • длина изделия;
  • площадь поперечного сечения;
  • метода закрепления швеллера.

Допустимая нагрузка на швеллер, как правило, указана на маркировке изделия, в виде размера. Чем больше данное число в наименовании металлопроката, тем большую нагрузку он готов выдержать. Вычисление нагрузки, воздействующей на профиль, представляет собой совокупность воздействий постоянного и переменного характера, а также воздействий от перекрытия. Данный показатель обычно выражают в килограммах на один погонный метр профиля, считая величиной нормативной нагрузки.
Но когда речь заходит о расчете несущей способности стального швеллера, то нормативное воздействие необходимо умножить на коэффициент прочности по нагрузке. А уже к полученному показателю прибавляется вес изделия и вычисляется момент сопротивления. Этих данных становится достаточно для того, чтобы из имеющего сортамента выбрать необходимый профиль для ваших строительных работ.

Подбор швеллера по нагрузке.
Расчеты на жесткость и прочность балки проводятся для определения размеров поперечного сечения металлопроката. И для таких целей необходимы следующие данные:

1. 
   
   • Общая длина швеллера, расстояние между нагрузками;
   • Тип, положение и количество опор;
   • Расчетная схема нагружения;
   • Величина R (расчетного сопротивления) допустимых напряжений материала из которого выпущена балка.

Швеллер нагрузка на изгиб.
Выбор стальных прокатных профилей по условию прочности делается в следующей последовательности:

1. 
   
   • Будущая конструкция переводится в расчетную схему, в которой указывается текущая нагрузка на балку. При этом те элементы, которые не оказывают влияния на общую схему нагружения, обычно не принимаются в расчет.
   • Для получения схемы расчетов строятся эпюры (М) распределения внутренних изгибающих моментов;
   • Далее определяется показатель максимального изгибающего момента Mmax и указывается опасное сечение балки;
   • Вычисляется момент сопротивления сечения (Wmin), который обеспечивает необходимую прочность конструкции по следующей формуле:
     Wmin>=Mmax/R, где
     R — это величина расчетного сопротивления металла, из которого изготовлена балка.
   • Заглядываете в сортамент прокатной стали и для нужного сечения швеллера вы выбираете требуемый номер профиля, значение Wx которого больше нашего расчетного показателя Wmin.
     Если швеллер выпускается из двух и более профилей, то Wmin всего изделия увеличивается на соответствующее число раз.

Расчет нагрузки на швеллер.

• 
  
  • Нужный момент сопротивления балки (Wmin);
  • Показатель максимального прогиба для изделия, который перекрывает пролет требуемой длины;
  • углы поворота;
  • величину поперечных сил, напряжений и изгибающих моментов, которые возникают в изделии от воздействия нагрузок;
  • построение эпюр прогибов;
  • проверка и подбор сечения стального металлопроката;

Расчёт выполнен: 09.12.2015 22:54:10


Исходные данные:
Длина балки: 4.4m

Условия закрепления:
- слева: шарнирная опора
- справа: шарнирная опора

Нагрузки на балку:
- сосредоточенные силы F[m], kg (1 шт)
F[2.2] = 300
- крутящие моменты M[m], kg·m (1 шт)
M[2.2] = 300
- распределённые нагрузки Q[m], kg/m (2 шт)
Q[0:4.4] = 0 : 300
Q[0:4.4] = 12.3 : 12.3

Опорные реакции:
R[0] = -465.24 kg
R[4400] = -548.88 kg

Результаты расчёта балки:

Точки пересечения эпюр с 0, m
Эпюра U: (2.108)
Эпюра Q: (2.2)
Эпюра M: (0)

Максимумы / минимумы эпюр, привязки в m
Mmax [2.2] = 872.77 kg·m
Mmin [0] = 0 kg·m
Qmax [0] = 465.24 kg
Qmin [4.4] = -548.88 kg
Umax [4.4] = 50.88 град-2
Umin [0] = -53.03 град-2
Pmax [4.4] = 0.00 m-3
Pmin [2.108] = -12.82 m-3
Nmin [0] = 0.00 МПа
Nmax [2.2] = 121.58 МПа
Kmin [4.4] = -9.11 МПа
Kmax [0] = 7.72 МПа
Smin [0] = 13.38 МПа
Smax [2.2] = 121.83 МПа



Характеристики элемента:

Сортамент: Швеллеpы с паpаллельными гpанями полок по ГОСТ 8240-89
Элемент: [14P
Масса 1 м.п. = 12.30 kg
Момент инерции, Jx = 493.00 cm4
Момент сопротивления, Wx = 70.40 cm3
Статический момент полусечения, Sx = 40.90 cm3
Марка стали - C235
Расчётное сопротивление стали, Ry = 230 МПа
Расчётное сопротивление стали сдвигу, Rs = 0,58·Ry = 133.40 МПа
Коэффициент условий работы yc = 0.80
Относительный прогиб - 1/250 пролёта
Модуль упругости, E = 206000 МПа


Проверка условий прочности и жесткости:
Напряжения в балке:
нормальное = Mmax / Wx = 121.58 < Ry·yc = 230·0.80 = 184.00 МПа - условие выполняется (к-т запаса = 1.5)
касательное = Qmax·Sx / (Jx·tст) = 9.11 < Rs·yc = 133.40·0.80 = 106.72 МПа - условие выполняется (к-т запаса = 11.7)
результирующее = Корень(нормальное^2+3·касательное^2) = 121.83 < Ry·yc = 230·0.80 = 184.00 МПа - условие выполняется (к-т запаса = 1.5)


Максимальный относительный прогиб = 1/343 (x = 2.108 m) < 1/250 - условие выполняется (к-т запаса = 1.4)


1. собственный вес;
2. Полезная нагрузка (от людей, ступени, ограждение и т.д).

Порядок расчета
М=ql^2/8
M - изгибающий момент в металле
q- нагрузка 1 м.п. металла
l^2 - пролет в степени 2 (в квадрате);
8 - это константа (число) выводится с формул=)
Потом определите какое поперечное сечения необходимо по моменту сопротивлению
W=M/G
М - это изгибающий момент
G - это напряжение
W - момент сопротивления
Сравните со справочником.