Расчет металлоконструкций, необходимых для возведения сооружений промышленного назначения или другого масштабного строительства весьма сложен и включает в себя учет множества факторов. Прежде чем ответить на вопрос, какие нагрузки выдерживает двутавровая балка, инженеру или архитектору необходимо учесть, в частности, собственный вес конструкционного элемента, методику его крепления, длину свободных пролетов.
Что может дать правильная оценка нагрузки и выбор соответствующей маркировки двутавра?
Главное, что дает правильная оценка нагрузки на конструкции из двутавра и выбор соответствующего класса проката - экономическую эффективность строительства. Затраты будут оптимальны, все требования техники безопасности и критерии прочности перекрытия - выполнены. При этом можно получить дополнительные преимущества:
- значительно увеличить размер свободных пролетов;
- снизить массу несущих конструкций, данный показатель может достигать 35% при переходе с квадратного профиля на двутавр;
- повысить рентабельность, получая плановые конечные характеристики реализованного проекта в целом.
Для того чтобы увеличить предел нагрузки, которую способна выдержать двутавровая балка, применяют вспомогательные средства и методы. Это может быть, к примеру, создание дополнительных ребер жесткости или усиление существующих. Последний способ применяется для длинных конструкций из двутавра только в продольном направлении.
Виды нагрузок
На каждую двутавровую балку в конструкции действуют следующие нагрузки: • собственный вес; • изгибающий момент; • поперечная сила.
От правильности выбора номера проката будет зависеть, выдержит ли двутавр планируемую нагрузку на перекрытие, и способен ли он эффективно применяться в той или иной металлоконструкции.
Как выбрать наиболее подходящий сорт проката?
Каждая двутавровая балка маркируется собственным номером, который сразу может дать информацию о собственном весе изделия. Найти такую информацию можно в отраслевых справочниках и ГОСТ 8239-89. Например:
- двутавр с номером 10 имеет массу 9,46 кг на погонный метр, при этом тонна проката - это 105,71 м балки;
- аналогичные показатели для проката №20 - 21 кг на метр и 47,62 м в тонне.
Данные собственного веса используются при расчете методик крепления конца балки и для правильного проектирования несущих конструкций. Расчет уровня нагрузки на каждый из двутавров перекрытия достаточно сложен, поэтому строители и архитекторы часто пользуются усредненными значениями, к примеру:
- для шестиметровых пролетов и нагрузке на перекрытие 300 кг на м.п. можно применять профиль 16, располагая балки с шагом 1 м;
- если применять при нагрузке в 300 профиль 10 с шагом в метр, величина пролета должна быть уменьшена до 4 метров;
- для профиля 20, расположенного с шагом 1.1 м в 6 м пролете, допускаются нагрузки на перекрытие в 500 кг\м.п.
В общем случае данных, которые приводятся во множестве источников, достаточно для определения необходимого номера профиля. Однако на практике зачастую требуется точное определение нагрузки, которое должна выдерживать двутавровая балка.
Как сделать точный выбор?
Чтобы точно выбрать номер двутавра по необходимой нагрузке, необходимо:
- Пересчитать давление на 1 погонный метр балки, учитывая необходимую нагрузку на перекрытие и его собственный вес.
- По требованиям ГОСТ 8239-89 увеличить полученное значение на запас надежности (рекомендуемый коэффициент).
- По таблице ГОСТ 8239-89 определить момент сопротивления, используя полученную перед этим цифру нагрузки.
После этого достаточно заглянуть в справочную таблицу ГОСТ 8239-89 и определить номер двутавра. Специалисты рекомендуют выбирать прокат на 2 номера выше расчетного, чтобы иметь возможность увеличивать шаг расположения балок до 1.1 метра.