Sposoby obliczania belki pod kątem ugięcia i co pomoże osiągnąć wytrzymałość
Projektując nowoczesne budynki, specjaliści przestrzegają wszystkich zasad i ustalonych standardów w budownictwie. Najważniejszą rzeczą jest obliczenie belki pod kątem ugięcia, a także odległości między opóźnieniami podłogi, ponieważ wskaźniki te są ważne dla wytrzymałości i niezawodności całej konstrukcji.
Rodzaje belek
Niezależnie od tego, jaki powinien być projekt, materiał do produkcji belek jest wybierany tak, aby był trwały i niezawodny. Różnią się od siebie tylko parametrami:
- długość;
- Formularz;
- Sekcja.
Najczęściej do produkcji belek używa się drewna i metalu. Obliczenie belki do gięcia zależy bezpośrednio od wybranego materiału. W tym przypadku duże znaczenie mają takie wskaźniki, jak jednorodność i struktura.
Drewniane belki
Konstrukcje drewniane stosuje się w domach parterowych lub małych domkach. Świetnie sprawdzają się zarówno na suficie, jak i na podłodze. Aby obliczyć ugięcie belki, przyjmuje się następujące wartości:
- Typ materiału. Każde drzewo wyróżnia wytrzymałość, twardość i elastyczność.
- Wskaźniki geometryczne, które obejmują zarówno kształt produktu, jak i jego przekrój.
- Szacunkowe obciążenia, które będą wywierać nacisk na materiał.
Sposób zginania belki uwzględnia nie tylko rzeczywisty nacisk, ale także wszystkie możliwe siły oddziaływania.
belki stalowe
Produkty te są bardzo złożone nie tylko pod względem przekroju, ale także składu. Ponieważ są wylewane z kilku rodzajów metalu. Przy obliczaniu obciążenia belki należy wziąć pod uwagę jej sztywność, a także to, czy jest mocno połączona.
Metalowa konstrukcja jest połączona za pomocą:
- spawalniczy;
- nitowanie;
- ze złączami gwintowanymi.
Mocne metalowe belki służą do budowy domów o kilku piętrach. W takich konstrukcjach całe obciążenie jest równomiernie rozłożone na całej belce.
Jak osiągnąć wytrzymałość strukturalną?
Zgodnie z normami belka zastosowana na wiadukcie powinna mieć wygięcie nie większe niż jeden cm i długości półtora metra. Jednocześnie w innych projektach ten wskaźnik się zmienia. W indywidualnym domu belki poddasza mogą zwisać o 1 cm, przy długości 2 m, aw budynkach wielopiętrowych ten sam centymetr powinien spaść do długości 2,5 m.
Aby budynek był niezawodny i trwały, obliczenia muszą być prowadzone nawet w procesie planowania budynku. W tym momencie określa się taki wskaźnik, jak zgięcie belki. W końcu im mniej belki się wygina, tym wyższa wytrzymałość domu. W ten sposób sufit otrzymuje równomierne rozłożenie ciężaru i utrzymuje stabilność domu. Jeśli belki mocno się uginają, to cały strop będzie zawodny, a z czasem połączenia pękną i budynek się zawali.
Obliczenia przeprowadzane są przy użyciu jednej z następujących metod:
- Skorzystaj z kalkulatora online. Ten instrument jest zaprogramowany za pomocą standardowych danych.
- Skorzystaj z podręcznika i porównując wszystkie parametry, samodzielnie wykonaj obliczenia.
- Użyj wzoru i niezależnie oblicz zgięcie belek.
Ważny! Bardzo ważne jest obliczenie ugięcia belki, aby w praktyce budynek był mocny i niezawodny.
W pomieszczeniu użytkowanym dłużej niż rok dopiero po ustaleniu poziomu osiadania belek możliwe jest określenie stanu awaryjnego.
Wzory na ugięcie belki
Przy obliczaniu należy wziąć pod uwagę siłę oporu materiału, z którego wykonana jest konstrukcja. I dopiero potem rysowany jest wykres, na którym wskazana jest siła nacisku na belkę.
Proces obliczania wygląda następująco:
- Korzystając ze wzoru na powierzchnię figury prostokątnej S u003d b * h, określa się przekrój belki i uwzględnia się również jej długość L;
- Siła nacisku Q działa na belkę, która wygina ją w środku, a jej końce tworzą kąt θ. Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę początkową pozycję konstrukcji f;
- Na schemacie końce zaimprowizowanej belki są instalowane całkowicie swobodnie, podczas gdy wsporniki są instalowane na stałe. W tym przypadku nie ma reakcji, jak w przypadku poziomego mocowania konstrukcji, a końce belki poruszają się w dowolnym kierunku.
Zginanie przedmiotu pod naciskiem określa wzór E=R/Δ. W tym przypadku E jest wskaźnikiem zaczerpniętym z podręcznika, R jest siłą nacisku na przedmiot, Δ jest wskaźnikiem uzyskiwanym podczas procesu gięcia.
Mając wszystkie niezbędne wskaźniki, możesz dowiedzieć się, jaka będzie bezwładność, do tego używana jest formuła:
Δ = Q/(S·E)
Jeśli obciążenie jest równomierne na całej długości belki. Następnie musisz użyć tej formuły:
Δ = q·h/(S·Е).
Po tych wszystkich obliczeniach przychodzi kolej na definicję gięcia według systemu Younga. Oznacza to, że belka jest wygięta w taki sposób, że jej końce wychodzą w różnych kierunkach, mając jednocześnie różne punkty gięcia. W tym przypadku we wzorze obie części należy pomnożyć przez liczbę L i otrzymać następującą równość:
Δ*L = Q·L/(b·h·Е)
Jeśli rozważymy opcję, w której belka z jednej strony będzie stabilnie zamocowana, a na drugim końcu będzie równowaga, wówczas wzór będzie wyglądał tak Mmax = q * L * 2/8. Jeśli użyjesz tej wartości we wzorze do określenia zgięcia belki, otrzymasz następującą równość:
Δх = M·х/((h/3)·b·(h/2)·Е).
Moment bezwładności, który jest obliczany b h2 / 6, można warunkowo oznaczać W. Zatem formuła będzie miała zupełnie inną postać:
Δх = M·х/(W·Е), gdzie W=M/E.
Aby poznać dokładne wskaźniki zgięcia belki, konieczne jest obliczenie dwóch wielkości:
- moment ugięcia;
- bezwładność.
Ponadto na ugięcie duży wpływ ma warunek, w którym końce belek będą albo zamocowane, albo będą w swobodnym położeniu. Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę metodę nacisku wywieranego na obiekt, a także w jakich miejscach wywierany jest ten nacisk i jak rozkłada się on na belce.
Wszystkie powyższe wzory można stosować tylko wtedy, gdy nacisk jest równomiernie rozłożony na całej powierzchni obiektu. W przypadku, gdy obciążenie pada tylko w jednym określonym miejscu, obliczenia przeprowadza się za pomocą całek.
Ważny! Do obliczeń nadal zaleca się korzystanie z istniejących zbiorów formuł. Takie podręczniki zostały opracowane przez projektantów na podstawie różnych sytuacji.
Tak więc, aby dokładnie określić zgięcie belki, wszystko należy wykonać w następującej kolejności:
- Przede wszystkim zostaje opracowany szczegółowy schemat badanego przedmiotu;
- Wszystkie parametry belki są mierzone, a przekrój jest koniecznie brany pod uwagę;
- Określ, jaki będzie maksymalny nacisk na belkę, a także oblicz, w którym miejscu będzie on wywierany najbardziej;
- Pamiętaj, aby sprawdzić wytrzymałość materiału, z którego wykonana jest belka.
- Pamiętaj, aby określić sztywność obiektu.
Przydatne wideo
Wniosek
Przed rozpoczęciem budowy wszyscy profesjonalni projektanci obliczają gięcie belki i określają odległość między opóźnieniami. Ponieważ siła przyszłego domu zależy od tych manipulacji. Można to również zrobić za pomocą kalkulatora internetowego, ale do raportowania do klienta konieczne jest podanie wszystkich udokumentowanych liczb. Dlatego wszystkie operacje na wskaźnikach i ilościach są wykonywane sekwencyjnie ręcznie na papierze.
