Как правильно рассчитать нагрузку на швеллер

Cтальной швеллер является одним из наиболее распространенных видов металлопроката. Он имеет очень широкое применение в строительстве и в других сферах народного хозяйства. В сравнении с другой продукцией проката металлов, швеллер выделяется своей П-образной конструкцией. Его толщина может составлять до 1,5 см, а высота – до 10 см. Но прежде чем купить швеллер в Москве, стоит определить, какая его разновидность подойдет для того или иного применения, а также рассчитать максимальную нагрузку, которую он будет способен выдерживать. 

Какими бывают нагрузки на швеллер?

Нагрузка на швеллер – одна из важнейших его качественных характеристик. Хороший металлический швеллер должен выдерживать серьезные нагрузки с возможностью их распределения по всей своей площади. Это помогает избежать деформаций и обеспечивает детали долгий срок службы. Конструкции, в которых используются такой швеллер, будут устойчивыми и долговечными. 

В случаях, когда максимальная нагрузка на швеллер недостаточная для той конструкции, где он применяется, деталь может существенно деформироваться. Основным видом деформации швеллера является его прогиб. Он возникает из-за превышения допустимой нагрузки швеллера. 

Помимо превышения нагрузки швеллера на прогиб существуют и другие факторы, которые могут привести к возникновению деформации. В первую очередь, это изгибы. Они бывают допустимыми и критическими. Допустимый изгиб представляет собой пластическую деформацию швеллера. Критический же приводит к его разрушению, в некоторых случаях – полному. Поэтому при проведении расчетных работ по несущей способности сооружений и отдельных его элементов, уделяется серьезное внимание нагрузке швеллера на изгиб. Это помогает подобрать наиболее подходящую для конкретных работ величину его поперечного сечения. 

Чтобы произвести точный расчет нагрузки на швеллер, нужно получить следующие данные:

• показатели нагрузки согласно нормативным актам;
• вид швеллера;
• длина пролета, в котором он будет использоваться;
• количество швеллеров в строении;
• модуль упругости;
• типоразмеры. 

Расчетные работы включают в себя довольно простые математические действия, определенные зависимости, установленными наукой по сопротивлению материалов. Эти данные позволяют наиболее точно определить, какую нагрузку будет выдерживать швеллер стальной горячекатаный в заданных эксплуатационных условиях. 

Какую нагрузку может выдержать швеллер?

Швеллер представляет собой такой тип металлопроката, который чаще всего используется в процессах возведения каркасов самых разнообразных сооружений. Он может работать на растяжение или прогиб. Поэтому, определяя швеллер под конкретные нужды, стоит обратить пристальное внимание на его маркировку. У разных категорий этих деталей могут иметься различные показатели поперечного сечения. Также они изготавливаются из разных марок стали. Все это существенно влияет на несущую способность изделия. От этих показателей зависит и цена швеллера. 

Соответственно, швеллеры различных номеров предназначены для разных нагрузок. В зависимости от конфигурации их поперечного сечения, они способны выдерживать разный уровень максимальной несущей способности. Наиболее эффективными считаются швеллеры, номер которых составляет величину от 8 до 20. В номерах швеллеров также встречаются литеры “П” и “У”. Литера “П” означает, что изделие имеет параллельные грани. Если же в номере присутствует литера “У”, то она указывает на наличие у швеллера уклона полок. 

Классификация параметров швеллеров различных номеров регламентируется ГОСТ-8240. Она представлена в таблице ниже (для часто используемых в строительстве номеров):

Среди номеров швеллеров наиболее распространенными являются 8 и 10, поэтому их свойства в вопросах нагрузки мы рассмотрим подробнее. 

Швеллер 8

Такие изделия используются внутри сооружений для укрепления имеющихся в них стальных конструкций. Восьмые швеллеры обычно производятся или из спокойной стали, или из полуспокойной углеродистой. Это обеспечивает детали высокий уровень свариваемости при ее использовании в конструкциях сооружений. Данный тип швеллеров хорошо выдерживает предназначенные для него нагрузки без деформаций. 

Швеллер 10

Этот швеллер имеет улучшенное сечение, благодаря чему он сыскал огромную популярность у проектных организаций, занимающихся самыми разными сооружениями. Более того, изделия данного вида применяются и в других сферах, например, в станкостроении и машиностроении. Еще одной важной областью использования десятого швеллера можно назвать возведение мостовых железобетонных конструкций. 

Основы расчета нагрузок

Расчет нагрузок швеллера начинается с формирования соответствующего чертежа. В случае использования в конструкции различных категорий балок, они указываются в чертеже отдельно. Классификация балок при расчетах – следующая:

1. Однопролетная. Такая балка опирается на шарниры. Нагрузки в ней распределяются равномерно. Наиболее частое применение подобных балок состоит в укладывании межэтажных перекрытий сооружения. 
2. Консольная. В отличие от однопролетной, у балки данного вида имеется жестко закрепленный конец. На его расположение не влияют нагрузочные напряжения на балке. Частым применением этих изделий являются козырьки зданий. 
3. Шарнирно-консольная. Является своеобразным гибридом двух предыдущих категорий балок. Шарниры у нее распределены по площади самого изделия. Это означает, что нагрузки на такую балку будут неравномерными, но ее использование выгодно в возведении некоторых видов строительных конструкций. 

На финальном этапе расчетов выделяется сбор нагрузок. Нагружение швеллеров классифицируется на три типа:

1. Временное. Подразделяется на краткосрочное и долгосрочное. Краткосрочное учитывает вес людей и воздействие ветра, а долгосрочное – влияние перегородок и осадков. 
2. Постоянное. Включает в себя массу самого швеллера и его опоры. 
3. Особое. Расчет данного вида нагружения производится при учете возможного возникновения непредвиденных обстоятельств.

После определения всех вышеперечисленных параметров с помощью математических формул производится непосредственный расчет и нанесение его результатов на чертеж. При проведении правильных расчетов швеллера исключаются все потенциальные проблемы, связанные с вероятным его прогибом и деформацией. 

Значение сопротивления швеллеров в проектировании

При проектировании металлических конструкций, а также различного рода перекрытий требуется дополнительный расчет гнутого швеллера. Он связан с жесткостью данной детали. Этот вид расчета оцинкованного швеллера производится в следующем порядке: 

• сбор нагрузки, действующей на конкретное изделие;
• отделение момента инерции выбранного типа детали на определенной длине (можно использовать погонный метр швеллера);
• определение абсолютного и относительного прогиба;
• вычисление сопротивления. 

Полученные данные следует сравнить со значениями величин, указанных в нормативных документах по конкретному виду швеллера. Если же они существенно превышают нормативные показатели, то стоит остановить свой выбор на изделии с более широким профилем. Соответственно, в обратном случае будет использоваться швеллер меньшего профиля. 

Подбор сечения двутавровой балки, работающей на изгиб

Где можно купить горячекатаный швеллер онлайн?

Приобрести швеллер в Москве оптом или в розницу по выгодной стоимости можно на сайте интернет-магазина компании “Сталь Ресурс”. В магазине имеется огромный ассортимент продукции металлопроката. Все товары, реализуемые онлайн-магазином, имеют соответствующие сертификаты качества. Цена швеллера за метр или тонну указана на сайте в разделе каталога. 

Помимо реализации продукции металлопроката, мы также занимаемся и услугами в сфере обработки металлов. В их спектр входят изготовление уникальных деталей, изоляция труб, окрашивание и пескоструйная обработка металлов, а также процедуры резки, рубки и цинкования. 

Заказать любой товар в нашем магазине можно с доставкой на дом. География доставки распространяется на все субъекты Российской Федерации. А если клиент подписывается на нашу новостную рассылку, то он автоматически получает бонусные баллы на будущие покупки в магазине.