Sk-mirastroy.ru

Стройка и ремонт
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет металлической перемычки

Металлические перемычки в доме, описание

Перемычки над проемами являются обязательными элементами конструкции любого здания, за исключением монолитных сооружений. Предназначение данной детали – распределять и удерживать на себе вес части стенки, находящейся непосредственно над проемом. Чаще всегда устанавливаются перемычки над окнами и дверями. Также они необходимы при создании свободных проемов в стенах и тогда, когда нижняя часть стены сооружается из материала с невысокой несущей способностью (например, когда необходимо выбитый в кирпичной стене проем зашить гипсокартоном).

Наиболее распространены бетонные и металлические перемычки, однако наиболее удобными являются последние, поскольку при высокой прочности и долговечности их очень просто и быстро монтировать. Главное – правильно рассчитать требуемую толщину изделия, чтобы оно смогло постоянно удерживать на себе вес стены.

Как выполнить расчет правильно? В качестве перемычки может использоваться металлический уголок, двутавровая балка или другое металлическое изделие в зависимости от того, какими параметрами прочности она должна обладать. В случае с мощными двутавровыми балками особые расчеты и не нужны, поскольку в большинстве случаев запаса их прочности с лихвой хватает на поддержание целостности проема. Однако если хочется рассчитать все точно, необходимо воспользоваться несколькими формулами.

Так, расчет металлической перемычки выполняется, исходя из определения нагрузки, по формуле q = p*b*h, где p (кг/куб. м) – плотность материалов, из которых изготовлена перегородка (плотность кирпича в среднем составляет 1500), b (м) – это толщина стены, а h – ее высота над перемычкой. Результат q – это нагрузка на перемычку в кг/м. То есть необходимо осуществлять монтаж металлической перемычки такого сечения, которое позволит выдерживать определенную по форме нагрузку. Пределы нагрузки для различных металлических конструкций можно узнать из справочников или поинтересоваться у консультантов магазина.

Следует отметить, что это упрощенный расчет, который дает примерное значение, поэтому подходит он в основном для определения параметров силовых элементов для проемов в не несущих перегородках относительно небольшой ширины. Для расчета проемов в капитальных конструкциях лучше обратиться к специалистам. Покупайте металлопрокат у нас. Независимо от того, какие именно металлические изделия вам нужны, вы всегда можете купить их у нас. Мы гарантируем выгодные цены на металлические перемычки, а также их наличие на складе прямо сейчас!

Устройство металлической перемычки

Если нет возможности купить сборные перемычки, можно сделать металлические.

Кирпичная кладка после набора прочности раствором сама по себе отлично несет собственный вес (при умеренной ширине окна, конечно, и отсутствии нагрузки от перекрытия). Но на период строительства, пока раствор не набрал прочности, кирпичная кладка над проемом нуждается в поддержке. Также кладка нуждается и в дальнейшей поддержке в период эксплуатации, если проем в стене широкий или есть значительная нагрузка (от перекрытия или высокой стены над проемом).

Какие бывают перемычки?

Ну, во-первых, сборные. Их большим достоинством является высокая скорость монтажа, надежность и простота подбора (по альбомам типовых серий). Недостаток — нет завода — нет и перемычек.

Во-вторых, монолитные железобетонные. Такую перемычку нужно рассчитать, подобрать высоту и армирование, да и в изготовлении она сложнее — нужна опалубка, нужно эту опалубку подпереть, связать арматуру и качественно забетонировать. Плюсом является то, что все можно выполнить в условиях строительной площадки, нет зависимости от завода-изготовителя.

И в-третьих, перемычки из металлических прокатных профилей (уголков, швеллеров или двутавров).

Для подбора металлических элементов в качестве перемычек необходимо выполнить расчет и определить, достаточно ли прочности у подобранных элементов, а также, не будет ли прогиб перемычки больше допустимого.

где Мр — расчетный момент, который зависит от длины перемычки и нагрузки, а также от коэффициента надежности по нагрузке,

W — момент сопротивления металлического элемента (для перемычек, составленных из двух уголков или двух швеллеров момент сопротивления составного элемента равен сумме моментов сопротивления каждого из элементов), берется из справочников (например, страницы 408-412 из книги Васильев А.А. «Металлические_конструкции» ) ;

R — расчетное сопротивление стали.

1/200 = Мн*L/(10EI) (2),

где Мн — нормативный момент, который зависит от длины перемычки и нагрузки,

L — расчетная длина перемычки, равная ширине в чистоте плюс 1/3 длины опирания каждой стороны перемычки;

Е — модуль упругости стали;

I — момент инерции перемычки;

1/200 — максимально допустимый прогиб.

Обычно, если нужно подобрать металлический элемент, условия (1) и (2) преобразовывают следующим образом:

W = Mp/(1,12*R) — минимально допустимый момент сопротивления перемычки;

I = 200Мн*L/(10Е) — минимально допустимый момент инерции.

Рассмотрим на примерах подбор перемычке для дверных и оконных проемов.

Исходные данные. Дверной проем в стене толщиной 250 мм, без опирания перекрытия. Высота кладки над перемычкой 900 мм. Ширина проема 1000 мм. Подобрать металлическую перемычку.

Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м 3 ) на 1 погонный метр перемычки:

q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.

Определим момент по формуле

М = qL 2 /8, где L — расчетная длина перемычки.

Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда

L = 1000 + 2*200/3 = 1130 мм = 113 см.

Мн = 0,41*1,132/8 = 0,065 т*м = 65 кН*см;

Мр = 1,1*65 = 73 кН*см.

Необходимый момент сопротивления из условия прочности:

W = Mp/(1,12*R) = 65/(1,12*21) = 2,76 см 3 .

Необходимый момент инерции:

I = 200Мн*L/(10Е) = 200*73*113/(10*21000) = 7,85 см 4 .

Принимаем перемычку, состоящую из двух уголков 50х50х5 (W = 7,88 см 3 > 0,5*2,76 см 3 , I = 11,2 см 4 > 0,5*7,85 см 4 .

Исходные данные. Оконный проем в стене толщиной 250 мм. Высота кладки над перемычкой 900 мм. Ширина проема 2000 мм. На стену опираются сборные железобетонные плиты длиной 3600 мм (вес плиты 300 кг/м 2 ), толщина конструкции пола 100 мм (удельный вес 1800 кг/м 3 ), временная нагрузка на перекрытие 200 кг/м 2 . Подобрать металлическую перемычку.

Определим нагрузку от кладки (удельный вес кирпича 1,8 т/м 3 ) на 1 погонный метр перемычки:

q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.

Определим нагрузку от плит перекрытия и пола на 1 погонный метр перемычки:

q = (0,3 + 0,1*1,8)*1*3,6/2 = 0,9 т/м.

Определим временную нагрузку на 1 погонный метр перемычки:

q = 0,2*1*3,6/2 = 0,36 т/м.

Определим момент по формуле М = qL 2 /8, где L — расчетная длина перемычки.

Глубина опирания перемычки 200 мм, тогда

L = 2000 + 2*200/3 = 2130 мм = 213 см.

Мн = (0,41 + 0,9 + 0,36)*2,132/8 = 0,95 т*м = 950 кН*см;

Мр = (0,41*1,1 + 0,9*1,1 + 0,36*1,2)*2,132/8 = 1,06 т*м = 1060 кН*см.

Необходимый момент сопротивления из условия прочности:

W = Mp/(1,12*R) = 1060/(1,12*21) = 45 см 3 .

Необходимый момент инерции:

I = 200Мн*L/(10Е) = 200*950*213/(10*21000) = 193 см 4 .

Принимаем перемычку, состоящую из двух швеллеров №10 (W = 34,8 см 3 > 0,5*45 см 3 , I = 174 см 4 > 0,5*193 см 4 ).

И напоследок, цитата из СНиП «Каменные и армокаменные конструкции» (для тех, кто подходит к вопросу подбота перемычек более тщательно) — металлических перемычек она тоже касается:

Еще полезные статьи:

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

2,5 тонны от 1 кубометра перекрытия.

При толщине плиты 0,2 м нагрузка от квадратного метра плиты 0,2*2,5*1,1

Добрый день!
Ирина, в формуле (1) откуда 1,12 ?

Расчет металлической перемычки

Какой дом не обходится без перемычек? Правильно — никакой! Поэтому если Вы собираетесь строить дом, то Вам может пригодится данный калькулятор. Ведь благодаря ему Вы можете легко произвести расчет любой металлической перемычки (из уголков, швеллера двутавра, трубы и т.д.), которая в будущем будет удерживать конструкции, находящиеся над дверными и оконными проемами.

Если же Вас интересуют монолитные железобетонные перемычки или перемычки, выполненные непосредственно из уголков, то Вам нужно воспользоваться другими калькуляторами.

Подробнее о калькуляторе. Он способен рассчитать требуемый момент сопротивления (Wтреб) и требуемый момент инерции ( Jтреб), по которым Вы уже подбираете профиль под перемычку.

Читать еще:  Оконный проем – с четвертью или без

Для удобства калькулятор имеет 4 режима, в которые заведены наиболее распространенные условия эксплуатации перемычек (типы нагрузок):

  • Тип 1 — перемычка несущей стены с опирающимися на нее плитами перекрытия.
  • Тип 2 — перемычка несущей стены с опирающейся на нее балкой перекрытия.
  • Тип 3 — перемычка несущей стены, на которую помимо элементов стены опираются еще и две балки перекрытия.
  • Тип 4 — перемычка самонесущей стены или перегородки.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

  • Сбор нагрузок на балки перекрытия онлайн.

Инструкция к калькулятору

Перед тем, как приступить к расчету внимательно ознакомьтесь с инструкцией во избежания ошибок.

Исходные данные

Тип 1

Длина пролета (L) — расстояние между краями опор над проемом, который перекрывает металлическая перемычка.

Ширина кладки (В) — данная величина зависит от того, какой вариант ваш (см. рисунок):

  • Вариант 1 — перемычка воспринимает нагрузку от всей толщины стены.
  • Вариант 2 — перемычка воспринимает нагрузку от части стены, например, только от облицовочного кирпича.

Материал кладки — здесь Вы выбираете материал, из которого сделана стена. В случае же, если его не нашлось или Вы используете материал с другой плотностью (так как такие материалы, как пенобетон, керамзитобетон, газосиликат в расчете заведены с максимальными плотностями, т.е. самые тяжелые), то можно выбрать плотность материалов из предложенных.

с. пуст. — силикатный пустотелый.

с. полн. — силикатный полнотелый.

к. пуст. — керамический пустотелый.

к. полн. — керамический полнотелый.

керам. бетон — керамзитобетон.

Высота кладки (Н) — здесь нужно быть особенно внимательным. Итак, существует 2 случая (см. рисунок):

  • Случай 1 — когда расстояние между проемами по высоте больше, чем пол пролета, т.е. H>L/2, или над проемом никаких проемов больше нет. В этом случае графа «Н» остается пустой или там ставится цифра 0.
  • Случай 2 — расстояние между проемами меньше, чем пол пролета, H Пример подбора профиля для металлической перемычки.

    В качестве перемычки будет использоваться неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86. Получаемые значения по расчету Wтреб = 0,61 см 3 , Jтреб =1,90 см 4 . И так как мы подбираем профиль по прогибу, то ориентируемся на Jтреб. Ближайшее большее значение по направлению Х у уголка L32х20х4 с Jx = 1,93 см 4 , по направлению Y — L40x30x4 с Jy = 2,01 см 4 .

    Использование металлического уголка для перемычек

    Стальной уголок – вид фасонного проката, используемый при строительстве домов из кирпича и блоков для изготовления перемычек. Эти металлоизделия обеспечивают прочность строительной конструкции над дверными и оконными проемами, помогают перераспределить усилие от перекрытия и избежать образования трещин в кладке над окном или дверью.

    Виды стального уголка, используемого для изготовления металлических перемычек

    Стальной уголок, используемый в строительстве, изготавливают двумя способами – прокаткой и гибкой. В конструкциях, предназначенных для восприятия серьезных нагрузок, обычно используют катаный уголок, поскольку для него характерны:

    • повышенная прочность, благодаря утолщению на внутренней стороне угла;
    • четкие контуры наружного угла, в то время как металлопродукция, полученная гибкой, имеет слегка скругленный наружный угол;
    • большая толщина стенки: гнутая продукция обычно изготавливается тонкостенной, поскольку процесс гибки осуществляется без нагрева, и для работы с толстым прокатом требуется очень мощное дорогостоящее оборудование.

    Для изготовления катаного углового профиля рядового назначения используют углеродистые стали обыкновенного качества, наиболее часто используется Ст3. Для металлоизделий, запланированных для применения в условиях повышенных нагрузок и/или в регионах с холодным климатом, применяют низколегированные стали, чаще всего 09Г2С.

    По ширине полок различают равнополочный и неравнополочный уголок. Массовое распространение имеет продукция с равной шириной полок.

    Преимущества применения стального уголка

    Для изготовления перемычек применяются железобетонные монолитные и сборные перемычки – плитные, брусковые, балочные, сборные изделия из ячеистых бетонов. Однако для некоторых строительных конструкций подходят только перемычки из стального проката, в том числе – уголка.

    Преимущества использования уголка:

    • оперативный монтаж;
    • возможность укладывать на металлические перемычки кирпичи и блоки сразу же после монтажа проката;
    • прочность и надежность металлических изделий при условии правильного выбора сортамента, зависящего от типа кладки и запланированной нагрузки.

    Применение стального уголка для перемычек над проемами в зданиях из газобетона или кирпичной кладки

    Кирпичная кладка неплохо выдерживает собственный вес после набора марочной прочности кладочным цементно-песчаным раствором в тех случаях, когда проем имеет умеренную ширину и не несет нагрузку от перекрытия. Однако на период затвердевания раствора кирпичной кладке необходима поддержка, которую можно организовать с использованием стального углового проката.

    При использовании уголка для усиления кирпичной стены над проемом соблюдают следующие условия:

    • опора на кладку должна составлять не менее 200 мм с каждой стороны;
    • если стены будут оштукатуриваться, то стальные уголки оборачивают штукатурной сеткой;
    • прокат перед использованием окрашивают с внутренней и наружной сторон;
    • зазоры между кирпичной кладкой и прокатом заполняют цементно-песчаным раствором марки не ниже М100.

    Особенности применения углового проката для монтажа над проемами в стенах, выполненных из газобетона:

    • Уголок врезают в тело блока, отступив от его края примерно на треть ширины. Запрещается размещать прокат с внутренней или наружной стороны стены.
    • Над перемычкой блоки укладывают на клей с заполнением вертикальных швов клеевой смесью. После затвердевания клея образуется конструкция, по прочности не уступающая газобетонному блоку.
    • После монтажа окон уголок с наружной стороны утепляют и оштукатуривают.

    Внимание! При неправильном монтаже и отсутствии утепления наружной части на откосах внутри помещения может образовываться конденсат.

    Для проема шириной до 1,2 м достаточно изделий с шириной полки 50 мм, 1,2-2,0 м – с шириной полки 75 мм. При решении вопроса, какой уголок необходимо использовать для перемычек проемов шириной более 2 м, производят расчеты по прочности и прогибу.

    Расчет уголка для перемычек с помощью онлайн-калькулятора

    Онлайн-калькулятор удобен для индивидуальных застройщиков, выбирающих сечение углового проката, в зависимости от размера проема и запланированной нагрузки.

    В расчетах учитывают массу самой перемычки (для стальных изделий это не очень актуально), массу стены над проемом, распределение массы стены, нагрузки от балок и плит перекрытия.

    Перемычки для усиления дверного проема: правила установки и расчета

    Очень ответственным этапом при проектировании здания является расчет перемычки над дверным или оконным проемом. Для того чтобы выполнить эту задачу нужно заранее определить, какой именно тип укрепления будет использован в данном случае. Также важными показателями является примерная нагрузка, оказываемая сверху и габариты проема. Рассмотрим подробнее этот вопрос.

    Предназначение перемычек

    Для того чтобы понимать, насколько важно произвести правильный расчет дверной перемычки, нужно выяснить для чего она вообще нужна. Готовый проем с виду имеет обрамление из одного и того же материала, но если заглянуть глубже, становиться очевидным, что верхняя его часть имеет дополнительное укрепление, оно выглядит зачастую как поперечный элемент, заходящий вглубь кладки по бокам, это и есть перемычка. Ее устройство должно просчитываться в самом начале строительства.

    Функции этого элемента трудно недооценить, к ним можно отнести следующие задачи:

    • Укрепление стеновой конструкции. Без усиления вся конструкция может завалиться, так как ей будет непросто выдержать колоссальную нагрузку при наличии пустоты снизу, особенно это актуально для несущих стен.
    • Формирование проема. Перемычка создает сам проем, так как является по сути его верхней частью, в кирпичных домах она даже может задавать его итоговую форму.
    • Создание основы для дальнейшего строительства. На данную конструкцию устанавливаются потолочные перекрытия и продолжение стены.

    При необходимости в дальнейшем можно изменить форму проема, но важно учитывать расположение перемычки. Увеличить высоту проема в таком случае будет трудно. При расширении также придется продлевать укрепление в соответствии с новым проектом.

    Укрепление стеновой конструкции — главная функция перемычки дверного проема

    При строительстве дома одинаково важным является усиление проема в несущих стенах панельного, кирпичного, блокового или деревянного дома. Для этой цели могут применяться различные методы.

    Основные разновидности

    Для обустройства перемычки используются особо прочные материалы, они могут быть из той же категории, что и сама стена либо же кардинально отличаться от исходной конструкции. Главное условие – это обеспечение укрепления проема, а также равномерное распределение оказываемой нагрузки. Все это поможет откорректировать дальнейший расчет для конструкции в стене.

    Для того чтобы укрепить проем в несущей стене панельного или любого другого дома могут использоваться такие материалы:

    • железобетон;
    • металл;
    • деревянные балки.

    В зависимости от выбранного варианта установка перемычек над проемом отличается в технологическом плане. Также следует выделить в отдельную категорию кирпичные конструкции, их следует рассмотреть более подробно.

    Основные разновидности перемычек для усиления дверного проема

    Кирпичная

    Кирпичная перемычка используется для обустройства проемов в несущей стене в домах из кирпича, обычно её применяют для небольших сооружений. Устройство такого типа конструкции основано на использовании особо прочного раствора, а также внедрении внутрь кладки металлических прутьев или труб.

    Отличительная особенность данного типа конструкции – возможность создания эффектных арочных сводов. В этом случае кладка состоит из прямых и клиноподобных элементов. Швы должны располагаться перпендикулярно выставленному нижнему ярусу. Все стыки плотно заливаются раствором. Для того чтобы арка держала форму до полного высыхания раствора её дополнительно укрепляют деревянными распорками. Такая опалубка устанавливается заранее.

    В форме арки возводится зачастую 2-3 ряда. Положение каждого из них определяется по специальному шаблону. Для корректировки отдельных элементов используют угольник и шнур. Равняться необходимо относительно центра и первого ряда.

    Схема монтажа кирпичной перемычки

    Железобетонная

    Для усиления проема в несущей стене дома чаще всего используются железобетонные перемычки. Предварительно произведенный расчет позволяет определить какой именно элемент окажется наиболее подходящим в данном случае. Изготовить такое усиление проема можно непосредственно на месте, используя опалубку, арматуру и жидкий бетон.

    Для ускорения процесса чаще всего применяются уже отлитые элементы. Для того чтобы закрепить их в несущей стене дополнительно рекомендуется использовать арматуру для укрепления боковин проема. Иными словами, металл закладывается на те участки, которые непосредственно контактируют с железобетонной деталью.

    Основным требованием в этом случае является соблюдение правил установки. Перемычка должна полностью охватывать проем и заходить внутрь стенки примерно на 25 см. Точные требования определяются конкретным типом строения. Для каждого вида перемычки и его соотношения с шириной проема выведены особые стандарты.

    В основном используются прямые изделия с металлическим наполнением. Однако, в отдельных случаях можно изготовить перемычку по заданному шаблону, которая будет повторять форму проема и при этом действовать, как усиление для несущей конструкции.

    Схема выполнения железобетонной перемычки

    Металлическая

    Укрепить оконный или дверной проем с помощью бетона можно только при условии обязательного усиления несущей стены, некоторые дома можно оснастить более простыми металлическими конструкциями. Такие перемычки чаще всего представлены в виде уголкового профиля, они изготовляются из прочного металла, который способен выдержать давление и растяжение при огромной нагрузке на него. С помощью таких уголков очень удобно возводить усиление в кирпичной стене.

    Для того чтобы установить такую деталь необходимо подогнать её под швы в кладке. По бокам стены необязательно усиливать арматурой. При этом достаточно завести уголок всего на 15-20 см вглубь стенки.

    Сборные металлические перемычки могут использоваться практически для любых типов конструкций, их можно монтировать непосредственно на месте строительства, без осуществления предварительных расчетов.

    Самый простой способ укрепления дверного проема — использование металлической перемычки

    Расчет перемычки в стене

    Точный расчет выполняется в процессе подготовки проекта. Для этого нужно учитывать специфику строительного материала, потенциальную нагрузку, оказываемую на проем и особенности самого сооружения. Основными параметрами для того чтобы произвести итоговый расчет усиления дверного проема в несущей стене являются:

    • прочность: 1,12 * сопротивление детали * сопротивление материала;
    • прогиб: нормативный момент * расчетная длина перемычки / (10 * момент инерции * модуль упругости материала) = 1/200;
    • нагрузка, в том числе от верхней кладки и перекрытий: толщина проема * ширину проема * высоту кладки * удельный вес материала;
    • момент сопротивления: расчетная нагрузка/8/расчетное сопротивление материала;
    • момент инерции: глубина опирания перемычки * момент инерции материала * расчетная длина детали / (10 * модуль упругости материала).

    Расчет железобетонной перемычки в стене

    Все параметры, необходимые для выполнения расчета следует находить по формулам в определенной последовательности. Данные для некоторых из них можно получить, проанализировав свойства используемых материалов и проектные данные для проема и дома в целом.

    Опираясь на эти показатели можно получить итоговый результат, который и покажет все необходимые параметры для обустройства перемычки для проема несущей стенки дома. При соблюдении нормативов здание не будет проседать и будет вполне безопасным для его эксплуатации.

    Рекомендуем посмотреть видео

    Расчет металлической перемычки

    Перед началом расчета стальной балки необходимо собрать нагрузку, действующая на металлическую балку. В зависимости от продолжительности действия нагрузки разделяют на постоянные и временные.

    К постоянным нагрузкам относятся:

    • собственный вес металлической балки;
    • собственный вес перекрытия и т.д.;

    К временным нагрузкам относятся:

    • длительная нагрузка (полезная нагрузка, принимается в зависимости от назначения здания);
    • кратковременная нагрузка (снеговая нагрузка, принимается в зависимости от географического расположения здания);
    • особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д. В рамках данного калькулятора не учитывается);

    Нагрузки на балку разделяют на два типа: расчетные и нормативные. Расчетные нагрузки применяются для расчета балки на прочность и устойчивость (1 предельное состояние). Нормативные нагрузки устанавливаются нормами и применяется для расчета балки на прогиб (2 предельное состояние). Расчетные нагрузки определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент нагрузки по надежности. В рамках данного калькулятора расчетная нагрузка применяется при определении прогиба балки в запас.

    Нагрузки можно собрать на нашем сайте.

    После того как собрали поверхностную нагрузку на перекрытие, измеряемой в кг/м2, необходимо посчитать сколько из этой поверхностной нагрузки на себя берет балка. Для этого надо поверхностную нагрузку умножить на шаг балок(так называемая грузовая полоса).

    Например: Мы посчитали, что суммарная нагрузка получилась Qповерхн.= 500кг/м2, а шаг балок 2,5м. Тогда распределенная нагрузка на металлическую балку будет: Qраспр.= 500кг/м2 * 2,5м = 1250кг/м. Эта нагрузка вносится в калькулятор

    2. Построение эпюр

    Далее производится построение эпюры моментов, поперечной силы. Эпюра зависит от схемы нагружения балки, вида опирания балки. Строится эпюра по правилам строительной механики. Для наиболее частоиспользуемых схем нагружения и опирания существуют готовые таблицы с выведенными формулами эпюр и прогибов.

    3. Расчет по прочности и прогибу

    После построения эпюр производится расчет по прочности (1 предельное состояние) и прогибу (2 предельное состояние). Для того, чтобы подобрать балку по прочности, необходимо найти требуемый момент инерции Wтр и из таблицы сортамента выбрать подходящий металлопрофиль. Вертикальный предельный прогиб fult принимается по таблице 19 из СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия). Пункт2.а в зависимости от пролета. Например предельный прогиб fult=L/200 при пролете L=6м. означает, что калькулятор подберет сечение прокатного профиля (двутавра, швеллера или двух швеллеров в коробку), предельный прогиб которого не будет превышать fult=6м/200=0,03м=30мм. Для подбора металлопрофиля по прогибу находят требуемый момент инерции Iтр, который получен из формулы нахождения предельного прогиба. И также из таблицы сортамента подбирают подходящий металлопрофиль.

    4. Подбор металлической балки из таблицы сортамента

    Из двух результатов подбора (1 и 2 предельное состояние) выбирается металлопрофиль с большим номером сечения.

    Жемочкин — Расчет рандбалок и перемычек

    проф. д-р техн. наук

    РАСЧЕТ РАНДБАЛОК И ПЕРЕМЫЧЕК

    Книга посвящена вопросу об определении нагрузок на рандбалки и перемычки.

    Разобран ряд частных случаев: рандбалки и перемычки при стенах ограниченной высоты, наличие отверстий в стенах над рандбалками и перемычками, влияние сосредоточенных сил, приложенных к стенам, рядовые переметки и т, д.

    Задачи, приведенные в книге, решаются методами теории упругости.

    Особая глава содержит рекомендации для расчета. Предлагаемые способы расчета настолько просты, что могут непосредственно, без затруднений применяться на практике.

    Книга предназначена для инженеров-проектировщиков» строителей и специалистов, работающих в области теории упругости.

    Под рандбалкой подразумевается достаточно длинная, многопролетная балка, лежащая на колоннах и поддерживающая кирпичную или каменную кладку стены (рис. 1,а).

    Перемычкой называется короткая балка, перекрывающая отдельный пролет.

    В настоящей книге не охватывается полностью вопрос о расчете рандбалок и перемычек. Мы ставим своей целью исключительно, определение нагрузок на них, без чего нельзя находить изгибающие моменты. Проектирование же делается общепринятыми способами, однако в конце работы немного сказано о подборе сечений.

    Те результаты, которые мы получим, будут относиться не только к случаям, когда стена состоит из малых элементов (кирпичей или камней); но и к случаям кладки из крупных блоков. Однако они не будут приложимы к панельным конструкциям.

    Вопрос об определении нагрузок на перемычки при проектировании жилых зданий, имеющих ;в стенах только небольшие отверстия, является мало актуальным.

    Но в зданиях общественного и промышленного назначения в случае, если в их стенах имеются отверстия значительных размеров, приходится определять нагрузки на рандбалки и перемычки.

    Исследование, приведенное в книге, носит теоретический характер. Экспериментов в этой области очень мало, опыты до сих пор насчитываются единицами. Оно и понятно: организация опытов с конструкциями в натуральную величину представляет большие затруднения вследствие их громоздкости; модели же не могут дать исчерпывающих данных.

    Кроме того, проверить экспериментально решения для всех частных случаев, которые здесь-разобраны, просто невозможно. Но то, что имеющиеся опыты подтверждают основные положения теории в простейших случаях, вызывает доверие к выводам и в других случаях.

    Раньше принималось, что эпюры нагрузок на ранд балки и перемычки имеют вид треугольников с наибольшими ординатами в серединах пролетов (рис.2), причем эпюры не зависят от высоты кладки и от нагрузок, передающихся на стену.

    Еще в 1937г. автором была доказана ошибочность такого взгляда; им было найдено, что наибольшие ординаты эпюр не в серединах пролетов, а, наоборот, у опор. Это вполне согласовывалось с опытами, которые производились в то время. Ссылка на необходимость принимать эпюры с наибольшими ординатами у опор имелась и в книге проф. Л. И. Онищика.

    Здесь мы займемся более подробным исследованием вопроса, рассмотрим целый ряд частных случаев. В результате будем в состоянии дать некоторые практические рекомендации для проектирующих (см. главу V). Очень важно, чтобы эти рекомендации были достаточно простыми и указывали бы на приемы, вполне Доступные для применения, хотя бы они основывались на очень сложных математических выкладках.

    Задачи, нами разбираемые, целиком относятся к области теории упругости. Поэтому настоящая книга, с одной стороны, имеет назначение оказать посильную помощь проектирующим, но, с другой стороны, она может рассматриваться как сборник решений таких задач теории упругости, в которых учитывается совместная работа разнородных материалов (балка и кладка).

    Исследование будем вести в таком порядке: сначала разберем более простой случай рандбалки (рис. 3,а), предполагая ее с бесконечным числом пролетов и рассматривая средние пролеты. Далее перейдем к перемычкам.

    Однако прежде чем говорить об однопролетных ‘ перемычках, рассмотрим предварительно балки, проходящие непрерывно над проемами и простенками (рис. 3,6). Такие балки по существу также относятся к рандбалкам, но мы назовем их для удобства многопролетными перемычками.

    Основное различие между рандбалками и многопролетными перемычками мы будем полагать в том, что рандбалки имеют узкие опоры (стальные или железобетонные), а потому опорные реакции в большинстве случаев можно принимать сосредоточенными; у многопролетных же перемычек опорами служат более или менее широкие простенки, выполненные из кладки, и, следовательно, опорные реакции являются распределенными.

    Хотя многопролетные перемычки иногда и могут применяться в строительстве, но нами они здесь рассматриваются преимущественно для того, чтобы на них более просто исследовать разнообразные случаи соотношений размеров и жесткостей и сделать соответствующие выводы. Эти выводы мы отнесем и к однопролетным перемычкам. Очевидно, что работа многопролетных перемычек, не должна существенно отличаться работы однопролетных балок, надежно заделанных концами в кладку, так как в пределах простенков многопролетные балки на изгиб почти не работают. Тем не менее, мы проверим свои выводы на ограниченном числе свободно лежащих, а также заделанных концами однопролетных перемычек (рис. 3,е и 3,г).

    Наконец, рассмотрим еще случай отсутствия балок, когда проемы перекрыты рядовыми, перемычками (рис. 3,5). Большой интерес представляет также исследование ряда дополнительных задач: влияние касательных напряжений, влияние высоты Стены над перемычкой, учет сосредоточенной вертикальной нагрузки при малой высоте стены, влияние проемов, определение напряжений в кладке и т. п.

    Такие исследования мы проведем в основном «для рандбалок, где это сделать проще (рис. 4), и полученные выводы распространим и на перемычки, сделав для них только ограниченное число проверок.

    К тому же для ‘Перемычек можно лишь получить самые общие данные: расположение нагрузок и проемов бывает самое разнообразное. Не исключено, что на практике появится необходимость в решении иных задач, сходных с разобранными здесь. Чтобы облегчить решение таких задач, мы будем в дальнейшем изложении давать подробные выкладки и приводить примеры с указанием хода вычислений. В первых примерах даже будут даны практические указания по суммированию рядов. Конечно при чтении, если в том не встретится надобности, такие места могут быть пропущены.

    Здесь необходимо сделать следующее замечание. Решения, приведенные в дальнейшем изложении, получены методами теории упругости, рассматривающей все тела как идеально упругие. Между тем при значительных напряжениях строительных материалов наблюдается отклонение от закона Гука о пропорциональности между напряжениями и деформациями. Поэтому при больших напряжениях, близких к предельным, нагрузки на рандбалки и перемычки должны отличаться от найденных в настоящем исследовании, вследствие чего при расчете конструкций по разрушающим нагрузкам неизбежно должны возникать некоторые затруднения.

    Однако если принять, что более слабым звеном конструкции должны быть рандбалки и перемычки, т. е. принять, что при разрушающей нагрузке в первую очередь должны исключаться из работы рандбалки и перемычки, а не кладка, то нагрузку на них следует определять в упругой стадии работы кладки, подбор же их сечений можно делать по разрушающим нагрузкам. Но, конечно, жесткость рандбалок и перемычек необходимо принимать при напряжениях в них, близких к предельным. Таким образом, можно вполне пользоваться приводимыми далее данными, но все же не мешает иметь в виду приближенность расчетов.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector