Профили гнутые, замкнутые сварные прямоугольные
Размер профиля |
Площадь сечения А, см2 |
Справочные значения для осей |
Масса 1 м длины, кг |
|||||||||
х-х |
у-у |
|||||||||||
Jх, см4 |
Wх, см3 |
iх, см |
Sх, см3 |
Jу, см4 |
Wу, см3 |
Iу, см |
Sу, см3 |
|||||
120X80X3 |
11,4 |
230 |
38,4 |
4,49 |
23,1 |
123 |
30,9 |
3,28 |
17,5 |
9,21 |
||
120X80X4 |
15 |
294 |
49,1 |
44,4 |
29,9 |
157 |
39,3 |
3,24 |
22,6 |
12,2 |
||
140ХЮ0Х4 |
18,2 |
504 |
71,9 |
5,77 |
43,2 |
300 |
60 |
4,06 |
34,3 |
14,7 |
||
140Х100Х5 |
22,4 |
608 |
86,9 |
5,21 |
52,7 |
361 |
72,3 |
4,02 |
41,8 |
18,3 |
||
160X120X5 |
26,4 |
962 |
120 |
6,04 |
72,01 |
618 |
103 |
4,84 |
59,2 |
21,3 |
||
160X120X6 |
31,2 |
1121 |
140 |
5,99 |
84,6 |
718 |
120 |
4,79 |
69,5 |
25,4 |
||
180X140X5 |
30,4 |
1431 |
159 |
6,86 |
94,5 |
973 |
139 |
5,66 |
79,7 |
24,4 |
||
180X140X6 |
36 |
1673 |
186 |
6,81 |
111 |
1136 |
162 |
5,61 |
93,7 |
29,2 |
||
180X140X7 |
41,6 |
1902 |
211 |
6,77 |
127 |
1289 |
184 |
6,56 |
107 |
33,9 |
||
200X160X5 |
34,4 |
2030 |
203 |
7,69 |
120 |
1443 |
180 |
6,48 |
103 |
27,5 |
||
200X160X6 |
40,8 |
2381 |
238 |
7,64 |
142 |
1690 |
211 |
6,43' |
122 |
32,9 |
||
200X160X7 |
47,2 |
2715 |
272 |
7,59 |
162 |
1925 |
241 |
6,39 |
139 |
38,2 |
||
200X160X8 |
53,4 |
3031 |
303 |
7,54 |
184 |
2147 |
268 |
6,34 |
157 |
43,5 |
||
Пример 1. Подобрать сечение центрально сжатой стальной колонны из прокатного двутавра. Расчетная нагрузка F = 900 кН. Высота колонны Н — 8 м, концы в направлении главных плоскостей защемлены. Материал — сталь марки С235 с расчетным сопротивлением Rу = 230 МПа [прил. В табл. В.5]. Условия работы — нормальные.
Решение. Сечение подбираем способом последовательных приближений.
Задаемся гибкостью колонны из условия, что она не должна превышать 150 [табл. 32]. Определяем внутреннее продольное сжимающее усилие, как равное внешней нагрузке, то есть N= F = 900 кН. Тип сечения b (табл. 7).
1-е приближение.
Коэффициент
условий работы с
=1
[табл.
1, прим. п. 5].
Задаемся коэффициентом продольного
изгиба 0
= 0,5, которому, согласно [прил.
Д, табл. Д.1],
соответствует условная гибкость
=3.7;
откуда λ=
= 3.7/
=
111<150.
Тогда требуемая площадь сечения
А≥ N/(0Rус) = 900•103/(0,5 •230•106•1) м2 = 78.3*10-4 м2 = 78.3 см2.
По сортаменту двутавров предварительно принимаем двутавр 45Б1 с площадью поперечного сечения А = 84,3 см2 > 78.3 см2, imin = iУ = 4.33 см. Коэффициент приведения μ при заданном способе закрепления концов стержня равен 0,5 [табл. 30].
Отсюда
гибкость λ=μ*Н/imin
= 0,5•800/4.33 = 92.4 < 150; условная гибкость
=
λ*
= 92.48*
= 3.09
Интерполированием по табл. [прил. Д, табл. Д.1] = 0,625.
Из формулы N/(*А*Rу*с)≤1 находим напряжения Ϭ = N/(*А*с) ≤ Rу
Ϭ =900 103/(0,625*84,3 10-4*1) Па = 171•106 Па = 171 МПа < Rу = 230 МПа, т. е. сечение стержня необходимо уменьшить (напряжения слишком малы).
2-е приближение.
Для ускорения процесса подбора за новое значение коэффициента принимаем среднее арифметическое первых двух:
2 = (о + 1) /2 = (0,5 + 0,625)/2 = 0.562,
после чего повторяем расчетный цикл:
А> 900/(0.562*230 103) м2 = 69.7•10-4 м2 = 69.7 см2.
Принимаем двутавр 40Б1 с площадью поперечного сечения А =72.16 см2, iу = 4.48 см.
Тогда λ = μ Н/imin = 0,5•800/4.48 = 89.3 < 150, условная гибкость = λ* = 89.3* = 2.98; по табл. [прил. Д, табл. Д.1] = 0,647;
Ϭ =900 103/(0,647*72.16 10-4*1) Па = 193•106 Па = 192 МПа < Rу = 230 МПа (напряжения малы, (193-230)/230*100% = 16% <5%). Может быть при уменьшении сечения достигнем лучших результатов?
Для уточнения размеров сечения проверяем двутавр 35Б2 с площадью поперечного сечения А = 63.14 см2, iу = 3.95 см.
Тогда λ = μ Н/imin = 0,5•800/3.95 = 101.3 < 150, условная гибкость = λ* = 101.3* = 3.38; по табл. [прил. Д, табл. Д.1] = 0,565;
Ϭ =900 103/(0,565*63.14 10-4*1) Па = 252•106 Па = 252 МПа > Rу = 230 МПа (напряжения велики, (252-230)/230*100% = 9.6%>5%).
Окончательно принимаем двутавр 40Б1.
Пример 2. Подобрать сечение перемычки над проемом в кирпичной стене многоэтажного жилого дома, составленное из двух уголков в виде тавра и отдельного уголка. Материал конструкции – сталь марки С235 с расчетным сопротивлением Rу = 230 Мпа [прил. В табл. В.5]. Ширина проема в чистоте 1.8 м, толщина кладки 510 мм. Кладка производится в летних условиях; перекрытия на эту стену опираются, расстояние до следующей (параллельной) несущей стены 5.7 м в чистоте. Перекрытия по сборным железобетонным плитам, состав пола: ламинат по стяжке из цементно-песчаного раствора по слою керамзитобетона.
Решение. Собираем нагрузки на перемычку. Согласно п. 6.47 (СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции») перемычки следует рассчитывать на нагрузку от перекрытий и на давление от свежеуложенной, неотвердевшей кладки, эквивалентное весу пояса кладки высотой, равной 1/3 пролета для кладки в летних условиях.
Поперечное сечение стены с перемычкой