Caros convidados, conforme prometido no artigo sobre o cálculo de vigas de madeira para deflexão (link para o artigo), neste material vamos nos concentrar no cálculo de uma viga metálica de aço para um vão: canal e viga-I.
Neste artigo, o cálculo e a seleção dos produtos são realizados em total conformidade com a disciplina acadêmica de mecânica dos sólidos (seção: resistência dos materiais).
Considero necessário alertar que o artigo é totalmente técnico, por isso não me repreendam, sei que muitos leitores Zen não gostam disto :)))
No artigo anterior sobre vigas de madeira - Recebi muitas críticas nos comentários de que, dizem, o SÉCULO 21 no pátio está cheio de calculadoras online e mesas prontas na Internet.
Claro, você pode confiar nas calculadoras online, mas acredite em mim, depois de gastar 30-40 minutos e se aprofundar você mesmo, você pode verifique novamente qualquer calculadora e durma mais tranquilo, pois todos os cálculos são feitos de forma independente e o resultado no rosto! Quanto às tabelas, qualquer uma delas retirada da Internet é de origem desconhecida, sendo grande a probabilidade de obtenção de dados imprecisos ...
Assim, abaixo estão as amostras de produtos de aço laminados a quente de acordo com os GOSTs relevantes, segundo os quais, dependendo do cálculo final, iremos escolher uma viga adequada e sua seção (forma):
Por exemplo, no cálculo, o comprimento de fábrica do produto siderúrgico é considerado - 6 m, e o espaçamento das vigas também é selecionado - 0,6 m (portanto, esses parâmetros serão diferentes para cada um dependendo da situação).
Tendo um desenho, projeto ou esboço das dimensões das salas no papel, você precisa decidir sobre os comprimentos estimados. Distância livre (Lsv) é o comprimento do vão a ser coberto. Conhecer este comprimento e o suporte mínimo da viga na parede Lop = 120 mm., obtemos o comprimento da viga (em nosso exemplo L = 6 m.).
Para cálculos adicionais, você precisa saber a distância entre os centros dos comprimentos de referência (Lo) é a principal quantidade envolvida no cálculo (veja a imagem acima).
Para começar, antes do cálculo em si, você precisa decidir sobre a função da sala. Para aposentos - de acordo com o padrão, o tempo de carga da permanência das pessoas é 1,5 kPa ou 150 kg / m2. (P1).
De acordo com as regras de cálculo, colocamos uma margem de segurança de 20%, portanto, ainda usamos o coeficiente K1 = 1,2
Depois de determinar a função da sala e a carga temporária, precisamos calcular o próprio peso de um metro quadrado do piso em montagem (toda a torta), e a saber: peso das vigas, piso, teto, isolamento acústico, etc. Como exemplo, para o cálculo tomamos o próprio peso - 150 kg / m², assim P2 = 150 kg / m². Mas, de acordo com as regras, já é necessário superestimar deliberadamente a confiabilidade em 30%, respectivamente K2 = 1,3.
Nós determinamos os principais parâmetros para o cálculo
Forma de pagamento
Portanto, consideramos o momento de resistência necessário W = M / (Yc * Ry),
W = 9,72 / (0,9 * 240) = 45 cc.
Tendo recebido o momento de resistência, voltamos às tabelas de características do produto (ilustrações logo no início). Nessas tabelas, GOST já determinou os valores dos momentos para várias seções, com base nos quais selecionamos a viga, arredondando W para cima:
Para o torque obtido de 45 cm3, a viga I nº 12 com um valor de W = 58,4 ou canal nº 12 é adequada, onde W = 50,6. Para nosso exemplo, selecionamos uma viga I e, em seguida, verificamos a deflexão.
É importante ressaltar que se você não estiver satisfeito com as vigas I, existem vigas de flange larga ou pilar I, que, na mesma altura, terão características superiores. Assim, devido à melhor capacidade de carga, é possível reduzir a espessura de toda a laje:
Depois de feita a escolha da viga de aço, escrevemos todas as características do produto selecionado da placa na linha correspondente:
- Momento estático: S = 33,7 cm3;
- Momento de inércia: I = 350 cm4;
- Espessura da parede: d = 4,8 milímetros.
Fazemos uma verificação de deflexão. No caso de uma grande folga no centro da estrutura, precisamos pegar a viga I ao lado do nº 12.
Verificação:
No cálculo, precisamos da principal característica de rigidez do material - este é o módulo de elasticidade, para o aço é igual a:
E = 206.000 MPa.
Determinamos a deflexão de acordo com a fórmula padrão do sopromat:
Portanto, a deflexão central calculada é 3,89 cm.
Deve ser comparado com os parâmetros estéticos e psicológicos de acordo com SNiP (Tabela E.1)
Por que estético e psicológico? O fato é que, apesar da confiabilidade da estrutura, o afundamento da viga "colocará pressão sobre a psique" e, portanto, o SNiP prevê desvios permitidos.
Combine que não queremos dar uma olhada no teto curvo da casa e vai parecer que ele está prestes a rachar e cair sobre nossa cabeça.
De acordo com a tabela, temos deflexões verticais para vigas: L / xxx. Para comparar o valor obtido com esta característica, é necessário calcular o parâmetro dos valores máximos permitidos:
Ao calcular, por exemplo - pegamos uma viga de comprimento de fábrica - 6 m, então estamos procurando a linha L = 6 m:
Com base nos cálculos e na tabela apresentada, comparamos os parâmetros de deflexão: L / 151> L / 200. Uma vez que a deflexão é mais forte do que o padrão, a viga de aço selecionada não satisfaz a condição.
Em outras palavras, a viga I nº 12 cederá com um vão de 5,8 m - por 3,9 cm, o que é inaceitável de acordo com o SNiP. Não temos escolha a não ser selecionar o próximo feixe em I da lista e verificar novamente.
Com a viga I nº 14, a deflexão é de 2,4 cm. e o parâmetro dos valores máximos permitidos é Lo / f = 5,88 / 2,38 = 247.
L / 247
Por favor, use!
___________________________________
Os seguintes tópicos planejados para o canal: comparação de custos ao usar vigas de aço e madeira, bem como uma série de materiais sobre opções dispositivos de piso monolítico ao longo de canais (vigas I) e organização da concretagem em seções (agarra).
Se esses tópicos são interessantes, inscreva-se em meu canal!
Cálculo de uma viga de madeira
Conhecendo trigonometria, não dá para correr no telhado com uma fita métrica
Como determinar a altura de um objeto à distância?