Как распределяется нагрузка на балку
Перейти к содержимому

Как распределяется нагрузка на балку

  • автор:

Построение эпюр балки

Эпюра — это вид графика, показывающий распределение нагрузки по стержню. Эпюра необходима, чтобы вычислить максимальные напряжения в стержне и на основе этих данных подобрать сечение для конструкции. Как построить эпюру подробно расписано в курсе сопротивления материалов, мы же остановимся на самых необходимых эпюрах для проектирования балок.

Из эпюры балки нам необходимо будет вычислить максимальный изгибающий момент, поперечную силу, опорные реакции стержня. Эти данные нам понадобятся для подбора сечения и проверочного расчета элемента конструкции.

Рассмотрим самые распространенные эпюры балки:

1) Балка имеет шарнирное закрепление по двум сторонам и равномерно-распределенную нагрузку.

Epura01

Здесь и далее Q — Это поперечная сила, M — изгибающий момент.

Как видим максимальная поперечная нагрузка на балку находится в опорах балки, а максимальный момент в центре балки.

К полезной нагрузке можно прибавить и вес балки т.к. он, как правило, также равномерно распределен по длине балки.

2) Балка имеет шарнирное закрепление по двум сторонам и сосредоточенную нагрузку.

Epura02

Этот вариант загрузки можно применить к подкрановой балке, хотя чаще всего подкрановая балка имеет несколько пролетов.

Максимальная поперечная сила возникает по всей длине участка от точки приложения силы до ближайшей опоры, причем чем ближе к опоре, тем больше поперечная сила. В расчетах этот показатель необходим чтобы рассчитать стенку балки на устойчивость и подобрать ребра жесткости в случае необходимости.

Максимальный момент возникает в точке приложения силы. Чем ближе точка приложения силы к центру балки, тем выше момент, поэтому если точка приложения нагрузки движется по балке, то подбор сечения необходимо сделать для приложения нагрузки по центру балки.

Эта эпюра не учитывает вес балки, но ее вес также необходимо считать. Для этого можно отдельно построить эпюру моментов для веса балки и сложить показатели в одинаковых точках.

3) Балка защемлена в опорах и равномерно-нагружена по всей длине

Epura03

При защемлении в узлах максимальный момент в балке в 2-а раза ниже, чем в балке с равномерно-распределённой, однако необходимо сделать жесткий узел с колонной, что создает некоторые сложности. Кроме того момент от балки будет передаваться на колонны, как и момент с колонн будет передаваться на балку.

В расчетных программах необходимо быть внимательным и контролировать закрепление балок т.к. если расчет балки и подбор сечения будет произведен для жестко закрепленной балки, а в реальности узлы будут шарнирными, то балка будет посчитана не правильно и запас прочности может быть не достаточен.

4) Двухпролетная балка с шарнирными опорами и равномерно-распределенной нагрузкой

Epura04

В данной схеме мы видим, что максимальный момент находиться на средней опоре, причем больше растянута верхняя часть балки.

Максимальная поперечная сила также находится в точке «В».

При расчете многопролетных балок необходимо учитывать то, что все пролеты могут быть не загружены равномерно, в этом случае эпюра 2-х пролетной балки выглядит следующим образом:

Epura05

Как видим момент в пролете увеличился, все остальные параметры уменьшились, поэтому момент в пролете для расчета надо брать по этому варианту загружения.

Как подобрать сечение стальной балки читайте в статье Расчет балки

Как правильно закрепить балку на колонне читайте в статье Опорные узлы балки

Как правильно определить нагрузку на балку?

Здравствуйте, Уважаемые Участники Форума! Помогите, пожалуйста, разобраться в расчете (см. рис). Допустим, есть некая балка в составе перекрытия пролетом 6 м, на которую опирается конструкция пола. Размеры грузовой площади равны 6 и 5м. Сама грузовая площадь 30 м. кв. Нагрузка на квадратный метр допустим 1 кН/м кв. Необходимо проверить несущую способность балки. Если умножить нагрузку на квадратный метр на величину грузовой площади, то получим сосредоточенную силу, приложенную в центре этой площади, то есть в середине балки – P = 6*5*1 = 30 кН. Изгибающий момент от такой нагрузки М = P*L/4 = 45 кНм.
Если нагрузку умножить на ширину грузовой площади 5 м, то получим погонную нагрузку, действующую на балку, то есть q = 5*1 = 5 кН/м. Изгибающий момент от такой нагрузки М = q*L*L/8 = 5*6*6/8 = 22,5 кНм.
Вопрос в следующем: «На какой момент нужно проверять несущую способность балки?». Допустим если предельный момент для балки 30 кНм, то при расчете по 1-му варианту нужно написать что балка не проходит по прочности, а если по 2-му варианту – то проходит.
Искренне буду признателен вам за ваши профессиональные разъяснения. Всем вам желаю удачи и успехов!

Изображения

1.JPG (51.6 Кб, 2807 просмотров)

Просмотров: 46359
Регистрация: 03.04.2008
Сообщений: 48

если вы расчитываете балку на действие нагрузки от пола, то следует использовать расчетную схему по варианту номер 2

__________________
S any a
Регистрация: 25.12.2010
Екатеринбург
Сообщений: 29

Разные виды загружений, соответственно и разные внутренние усилия (это увидите если построите эпюру М).

Принимать нужно вид нагрузки, который маскимально отражает реальные воздействия, т.е. как и сказали ранее, с нагрузки с пола брать схему 2 однозначно.

Расчет балки ведется на допустимые внутренние усилия которые определяются по методу сечений, а не путем приведения внешней нагрузки к наиболее простому виду.

Регистрация: 15.03.2007
Ленобласть
Сообщений: 614

Во-первых, огромнейшее спасибо всем откликнувшимся. Во-вторых, почему нельзя считать по первому варианту. Ведь когда вы допустим определяете нагруку от перекрытия на простенок, вы ведь нагрузку на перекрытие умножаете на грузовую площадь и получаете сосредоточенную нагрузку, то же самое вы делаете, когда определяете нагрузку на колонну — вы ведь грузовую площадь колонны умножаете на нагрузку на квадратный метр и получаете сосредоточенную нагрузку. Почему же так нельзя поступить в случае с балкой? Где здесь допускается ошибка? Очень бы хотелось разобраться в этом вопросе. Надеюсь услышать еще какие-нибудь мнения.

Регистрация: 25.12.2010
Екатеринбург
Сообщений: 29

Ну как объяснить?

Постройте эпюру М для двух случаев, смотрите на них и размышляйте, должно сработать.

Я не знаю как на словах объяснить.

Регистрация: 03.04.2008
Сообщений: 48

в вашем случае нагрузка на балку распределяется равномерно, по всей ее длине, и нельзя ее свести к сосредоточенной нагрузке. расчетная схема 1 актуальна только при приложении к балке сосредоточенной нагрузки (например от оборудования)

__________________
S any a
Регистрация: 24.05.2011
Сообщений: 17
Изображения

Безымянный.JPG (16.8 Кб, 3007 просмотров)

Регистрация: 25.12.2010
Екатеринбург
Сообщений: 29
jackl — в яблочко!
Регистрация: 06.05.2006
Ростов-на-Дону
Сообщений: 6,204
Сообщение от msv_mnv

Если умножить нагрузку на квадратный метр на величину грузовой площади, то получим сосредоточенную силу, приложенную в центре этой площади, то есть в середине балки – P = 6*5*1 = 30 кН.

Вот зашел от скуки на форум, прочел данную тему, посмеялся . А потом вспомнил, что процентов 85 инженеров (порой весьма грамотных) рассуждают примерно так же. Одним словом, пару слов скажу

Ошибку я, собственно, выделил. При правильном определении равнодействующей для вычисления изгибающего момента, результат (в части величины) должен быть идентичным по обеим схемам. При Вашей замене верным будут только опорные реакции, а вот момент будет отличаться именно в 2 раза.

Кагда-то составили себе маленькую шпаргалку для замены мелких сосредоточенных сил эквивалентной распределенной нагрузкой в практических целях , привожу ее во вложении. Посмотрите первую строку — там как раз Ваш случай соотношения силы и распределенной нагрузки. А вот что из них первично, а что эквивалентно, определяется, конечно, из реальой ситуации

Изображения

Таблица P-q-2.jpg (136.4 Кб, 3184 просмотров)

Регистрация: 15.03.2007
Ленобласть
Сообщений: 614

Еще раз спасибо Уважаемые Форумчане за ваши отклики. Согласен, что нагрузки будут эквивалентными, если они будут вызывать одинаковые внутренние усилия. В частности из условия равенства изгибающих моментов P*L/4 = q*L*L/8 получаем, что Р=q*L/2. Но почему я должен считать на погонную нагрузку, а не на сосредоточенную?

Регистрация: 14.10.2008
Санкт-Петербург
Сообщений: 1,999
Сообщение от msv_mnv
Но почему я должен считать на погонную нагрузку, а не на сосредоточенную?

М-да, уже и так, объяснили, и сяк, и даже табличку привели. А всё одно непонятно. Это, кстати, не инженеру упрёк, а его преподавателям по строительным конструкциям в ВУЗе. Мне, помнится, в своё время так и не объяснили толком, пришлось самому «доходить».
Дело в то, что при расчёте балок (в отличие от колонн) нагрузка собирается на 1 пм (один погонный метр) балки. То есть, фактически, определяется не «грузовая площадь S, кв. м», а «грузовая ширина B, м». Соответственно, распределённую нагрузку в «кгс (тс) / кв. м» необходимо умножать на ширину, т.е. единицы длины в первой степени. Получается как раз распределённая нагрузка в «кгс (тс) / м». Или делают немного по-другому, но результат тот же: сосредоточенную нагрузку, полученную из грузовой площади, необходимо разделить на длину балки и именно эту распределённую нагрузку для определения момента к балке и приложить. Что так, что эдак — получается одно и то же.
Как вывод — при расчёте колонн ВСЯ нагрузка с грузовой площади прикладывается к верху колонны (как бы в одной точке) — получаем сосредоточенную силу.
При расчёте же балок нагрузка с грузовой площади прикладывается ПО ВСЕЙ ДЛИНЕ балки. Именно поэтому и надо определять момент от распределённой нагрузки, а не от сосредоточенной.

Регистрация: 24.05.2010
Сообщений: 8,009
Сообщение от kapitan
Расчет балки ведется на допустимые внутренние усилия

Offtop: уже давно — нет.
Нету в нормах расчета на допустимые напряжения, хотя на сопромате даже сейчас именно ему и учат. В нормах есть расчет по предельным состояниям. Они похожи — но не идентичны.

Последний раз редактировалось Бармаглотище, 05.05.2014 в 00:01 .

Бармаглотище
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Бармаглотище

Регистрация: 29.09.2015
Сообщений: 10

Дабы ни у кого не появлялось вопросов связанных с данной темой, вот ссылка на достаточно подробное описание как преобразуется сосредоточенная нагрузка в распределенную, правда большая часть инженеров не пользуется данными преобразованиями.
http://doctorlom.com/item305.html

Регистрация: 14.11.2007
Сообщений: 159

Здесь можно посчитать на распределенную и сосредоточенную нагрузку и почувствовать разницу в цифрах:
http://3d-konstruktiv.com/raschet-me. y-balki-online

молодой человек
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от молодой человек

Регистрация: 31.10.2012
Сообщений: 116

У меня похожий вопрос весьма. Ответа не могу найти внятного.

Есть конструкция перекрытия (один из фрагментов показан на картинке 1). Классический вариант сопряжения стальных балок в одном уровне. Опираются на колонны сбоку.
Ниже показано с каким шагом идут эти второстепенные балочки.

Вопрос! Какая из схем загружения для главной балки (она выделена синим цветом на картинке 1) будет верной? Схемы загружений (как я их понимаю) показаны на картинке 2. С использованием сосредоточенных сил или же всетаки используя распределенную нагрузку на длину всей конструкции?
Я выбрал второй вариант. С использованием распределенной нагрузки. Но меня уверяют, что такого быть не может и что мол здесь будут только сосредоточенные силы. Якобы есть правило какоето когда при шаге в перекрытиях более 1 метра, использовать только сосредоточенную нагрузку. Что мол это гдето в сопромате есть — а где непонятно. К тому же при расчете на распределенную нагрузку момент будет выше однозначно и соответственно потребуется больший профиль, нежели если загружать сосредоточенными силами.

Разъясните пожалуйста, кто знает, как должно быть .

Регистрация: 24.04.2007
Северо-Запад
Сообщений: 4,362
Сообщение от Saegro
Какая из схем загружения для главной балки (она выделена синим цветом на картинке 1) будет верной?

А вы постройте эпюру моментов и посмотрите разницу

Сообщение от Saegro

Якобы есть правило какоето когда при шаге в перекрытиях более 1 метра, использовать только сосредоточенную нагрузку.

Это смотря что и как считаете. Если у вас местное смятие и пр.. — это одно, а если задача прикинуть в общем, то другое..

Регистрация: 31.10.2012
Сообщений: 116

kruz
Задача элементарна. Подобрать профиль для главной балки. Но так, чтобы она проходила по прочности, жесткости. Со второстепенными все ясно чего как — приняли распределенную нагрузку от перекрытия и посчитали. Профили второстепенных балок уже известны и усилия на них тоже. А как быть с главной? Какая схема загружения будет более приемлемой — с узловой сосредоточенной нагрузкой или же распределенной.

В случае если прикладывать сосредоточенные силы — момент меньше. Соответственно требуется меньший профиль.

В случае с распределенной — момент больше)

Регистрация: 29.12.2013
Сообщений: 1,215
Сообщение от Saegro

Вопрос! Какая из схем загружения для главной балки (она выделена синим цветом на картинке 1) будет верной?

Ни одна из них!
сосредоточенные нагрузки будут приходить с мест крепления балок (если шириной втор. балок пренебрегаем), а между балками нагрузка от перекрытия на главную балку будет собираться «по трапециям». На второстепенные балки нагрузка тоже будет по трапециям собираться. (трапеция — это геометрия грузовой площади балки. Если пролёт втор. балок меньше расстояния между ними, то для главной балки это будет треугольник)
И вот если вы соберете нагрузку сначала на второстепенные балки, по трапециям, от них сосредоточенной нагрузкой на главную, а потом вычислите распределенную нагрузку на главную балку со своей грузовой площади, вот тогда это будет максимально приближено к реальности!!
(и тысячи других способов вылавливать блох).

П.С. не парьтесь, разница между всеми описанными вариантами будет крайне мала.

Регистрация: 29.09.2008
Сообщений: 3,412
Сообщение от Saegro
Разъясните пожалуйста, кто знает, как должно быть

Опорные реакции от второстепенных балок — это сосредоточенные силы. Расчетная модель с сосредоточенными силами более точная.
Но в эпоху ручных расчетов применяли разнообразные приближенные приемы, облегчавшие работу расчетчика. В том числе — заменяли группу сосредоточенных сил распределенной нагрузкой. Подобный прием описан, например, в учебнике Кудишина (Беленя) «Металлические конструкции». И студенты, делающие свой первый курсовик по МК, этим приемом пользуются. И в их неокрепших умах остаются какие то смутные воспоминания об этом. А потом они становятся инженерами и морочат вам голову. Так что классический сопромат тут совершенно ни при чем.
Просто учебники написаны в эпоху, когда (как пел Высоцкий) «срока огромные лились в этапы длинные». А переиздаются эти учебники с минимумом изменений. У новых редакторов просто рука не поднимается вдумчиво проанализировать и исправить классические тексты. Да и зачем оно им? Деньги то и так платят. Под новые НОРМЫ то не успевают учебники переписывать. В результате — студентов учат по-старинке, а потом инженеры то и не знают, что можно и нужно применять, а что — уже НЕнужно!
Расчетной программе глубоко наплевать на что вашу балку считать — на распределенную нагрузку или на сосредоточенные силы. Она и то и другое сделает быстро.
SkyFly, ТС ничего не пишет об опирании настила (плиты) непосредственно на главную балку. Давайте для простоты предположим, что настил опирается только на второстепенные балки. А то далеко зайдем. Даже и при ловле блох.

Последний раз редактировалось Leonid555, 23.11.2016 в 11:21 .

Как распределяется нагрузка на балку

Нагрузки, действующие на перекрытие и покрытие здания разделяют на постоянные и временные. Вид нагрузки зависит от времени, которое действует на конструкцию

К постоянным нагрузкам относятся:

  • собственный вес плиты, балки, вес элементов пола, перегородки;

К временным нагрузкам относятся:

  • длительная нагрузка (полезная нагрузка, зависит от назначения здания);
  • кратковременная нагрузка (снеговая, которая берется по климатическим картам из СНиП «Нагрузки и воздействия»);
  • особая нагрузка (сейсмическая, взрывная и т.д.);

Нагрузки бывают двух типов: нормативные и расчетные.

Нормативные нагрузки берутся из СНиП «Нагрузки и воздействия» с учетом возможного отклонения в большую сторону от фактического значения.

Расчетные нагрузки получают путем умножения нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузки. Этот коэффициент учитывает неточности монтажа конструкций, погрешности при производстве на стройке, а также человеческий фактор. Своего рода этот коэффициент является по своей сути коэффициентам запаса. Таким образом, для конструкций, произведенных в заводских условиях коэффициент запаса будет равен 1.1, а для конструкции, производимые на строительной площадке, например стяжка для пола, коэффициент запаса будет равен 1,3.

Как правильно собрать нагрузку на балку и плиту для дальнейшего расчета:

Для балки. Чтобы правильно собрать нагрузку на балку — нужно представить, сколько из общей равномерно распределенной нагрузки q(кг/м2) на себя будет брать балка. Логично предположить, что нагрузка с плиты передается на балки, потом с балки нагрузка передается на колонны и дальше, через колонны, нагрузка передаётся на фундамент. Поэтому нагрузка распределяется поровну на соседние балки, таким образом ширина действия нагрузки на балку ‘В’ равна l2/2 + l2/2 или проще В=l2 — для средних балок и l2/2 для крайних балок перекрытия, где l2 равен шагу балок. Поэтому допускается делать крайние балки меньшего сечения, но для унифицирования делают такого же сечения или бывает, что в крайних балках могут возникнуть дополнительные усилия, например от кручения или продольные усилия от ветра. Таким образом погонная нагрузка (q1), именуемая в литературе «грузовая полоса», действующая на балку равна q1=q*B(кг/м), где q=равномерно распределенная нагрузка.

Грузовая полоса балки

Для плиты. Чтобы проще было рассчитать плиту перекрытия, опертую на балки — мысленно «вырезают» из распределенной нагрузки q(кг/м2) площадку шириной 1м и умножают на ширину вырезанной площадки, то есть на 1м. Соответственно плиту считают как многопролетную неразрезную балку шириной 1м, на которую действует погонная нагрузка q1(кг/м), а балки, на которую опирается плиты — являются для плиты шарнирными опорами. Например, если получили распределенную нагрузку на плиту q=0,5т/м2. То погонная нагрузка на плиту будет составлять q1=0,5т/м2*1м=0,5т/м.

Грузовая полоса плиты перекрытия

Калькулятор нагрузок на перекрытие, балку перекрытия

Данный калькулятор позволяет в табличной форме посчитать суммарную равномерно-распределенную нормативную и расчетную нагрузку на перекрытие, покрытие, плиту, балку.

Добавить нагрузку

Таблица постоянных нагрузок на перекрытие, балку

Нагрузка Нормативная нагрузка кг/м2 Коеффициент надежности Расчётная нагрузка кг/м2
1
Итого:

Как правильно распределить нагрузку между узлами?

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Сообщения

Viktor2004

Автор: Viktor2004 · Опубликовано: 1 час назад
думаю там идет наддув револьверной башки. И при падении давления выпадает эта ошибка
Автор: gudstartup · Опубликовано: 1 час назад
именно а в руководстве нет много моделей и итальянцы развели бардак

Viktor2004

Автор: Viktor2004 · Опубликовано: 1 час назад
а в ладдере который на том же диске эта ошибка и есть PMC1.000
Автор: gudstartup · Опубликовано: 1 час назад

@Viktor2004 Нет это не то на самом деле на этом станке данное сообщение означает поступление сож в РГ HOM2098 Infiltration of coolant in the turret

Gantry axes = портальные оси) Так понятнее.

mamomot

Автор: mamomot · Опубликовано: 1 час назад

Сегодня выкладываю Параграф 2 «Типовая оснастка для сварки рамы» полностью (в прошлый раз была выложена только половина). 9_2_2 Типовая оснастка для сварки рамы.pdf

Автор: gudstartup · Опубликовано: 1 час назад

Как раз DMG любят оставлять пользователя на минимальных правах внедряя различные RFID ключи и изменяя уровни доступа! Вам крупно повезло что вы еще не сталкивались со станками этой фирмы Уверенности мало нужна инструкция от станкостроителя наподобие этой только от DMG MORI

Автор: ID_Hacker · Опубликовано: 2 часа назад

На гантри осях максимум что может понадобиться, это разорвать систему гантри и сместить одну ось относительно другой. Не думаю что бы DMG могли заблокировать как либо этот процесс. т.к. разрыв осей делается через машинные данные. Максимум что может понадобиться, это через ПЛК активировать Jog одной из осей. Опять же, делать настройку гантри необходимо опытному, и внимательному персоналу. Потому как можно перекосить оси и повредить механику станка. Если человек уверен в себе, думаю разберётся что там и как. Опять же, он запросил руководство, а не описал проблему. Потому помочь тут более нечем.

Автор: Niki85 · Опубликовано: 2 часа назад

Изображаете соединения этим кабелем как обычно, а специфичность прокладки кабеля указываете в соответствии с п.5.6.5 ГОСТ 2.701-2008 .

Автор: Александр 77 · Опубликовано: 3 часа назад

Доброго времени ,Столкнулся с той же проблемой , при сверлении разворачивает на 180 градусов , причем практически на всех стандартных 4х постах в этом моменте применяю трансформацию один разворот на 180 , при визуализации выглядит зеркально при этом G код генерируется правильно , если кто знает где копать подскажите решение

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *