Ei! Como fornecedor de feixe de aço H, muitas vezes me perguntam sobre como calcular a deflexão das vigas de aço H sob diferentes cargas. É um aspecto crucial, especialmente para aqueles em projetos de construção e engenharia. Neste blog, vou dividir o processo e dar uma melhor compreensão do que está envolvido.
Primeiro, vamos falar sobre o que é a deflexão. Deflexão refere -se à quantidade que um feixe dobra ou craga quando uma carga é aplicada a ele. É importante calcular isso porque a deflexão excessiva pode levar a problemas estruturais, afetar a estética de um edifício e até causar problemas com a funcionalidade da estrutura.
Existem diferentes tipos de cargas que umViga de aço H.pode ser submetido a. Os mais comuns incluem:
- Cargas mortas: essas são as cargas permanentes no feixe, como o peso do próprio feixe, o peso de qualquer materiais anexados, como cobertura ou piso e quaisquer outros componentes fixos.
- Cargas vivas: essas são as cargas variáveis que podem mudar com o tempo. Os exemplos incluem o peso de pessoas, móveis, veículos ou quaisquer outros objetos móveis que o feixe possa precisar suportar.
- Cargas de vento: o vento pode exercer forças significativas em uma estrutura, e o feixe precisa ser capaz de suportar essas forças sem deflexão excessiva.
- Cargas de neve: em áreas com queda de neve, o peso da neve no telhado pode ser uma carga importante na viga.
Agora, vamos entrar no âmago - corajoso de calcular a deflexão.
Cálculo para um feixe de aço H simplesmente suportado sob uma carga uniformemente distribuída
O cenário mais básico é um simplesmente suportadoH feixe(Um feixe que é suportado nas duas extremidades) com uma carga uniformemente distribuída (UDL). A fórmula para calcular a deflexão máxima ($ \ delta_ {max} $) neste caso é:
$ \ delta_ {max} = \ frac {5wl^{4}} {384ei} $
onde:
- $ W $ é a carga uniformemente distribuída por unidade de comprimento (em N/m ou LB/FT). Por exemplo, se você tiver uma carga de 1000 N espalhe uniformemente sobre um feixe de 5 metros, o UDL $ W = \ frac {1000} {5} = 200 $ n/m.
- $ L $ é o comprimento do feixe (em m ou ft).
- $ E $ é o módulo de elasticidade do aço. Para aço estrutural, o módulo de elasticidade $ e $ é tipicamente em torno de US $ 200 \ times10^{9} $ pa ou $ 29 \ times10^{6} $ psi.
- $ I $ é o momento da inércia da seção cruzada do feixe H. O momento da inércia depende das dimensões do feixe H. Tamanhos diferentes de vigas H têm valores diferentes de $ I $, que geralmente podem ser encontrados nas tabelas de seção de aço.
Digamos que tenhamos um feixe H simplesmente suportado com um comprimento $ L = 6 $ m, um UDL $ W = 500 $ N/M e o momento de inércia $ i $ do feixe H é $ 5 \ times10^{-5} $ M^{4} $. Usando $ e = 200 \ times10^{9} $ pa, podemos calcular a deflexão máxima da seguinte forma:
$ \ delta_ {max} = \ frac {5 \ times500 \ times6^{4}} {384 \ times200 \ times10^{9} \ times5 \ times10^{-5} $
Primeiro, calcule o numerador: $ 5 \ times500 \ times6^{4} = 5 \ times500 \ times1296 = 3240000 $
Em seguida, calcule o denominador: $ 384 \ times200 \ times10^{9} \ times5 \ times10^{-5} = 384 \ times10^{6} $
$ \ delta_ {max} = \ frac {3240000} {384 \ times10^{6}} \ aprox0.0084 $ m ou 8,4 mm
Cálculo para um feixe de aço H simplesmente suportado sob uma carga pontual
Se a carga for uma carga única ($ p $) aplicada no centro de um feixe simplesmente suportado, a fórmula para a deflexão máxima é:
$ \ delta_ {max} = \ frac {pl^{3}} {48ei} $
Vamos supor que tenhamos uma carga pontual $ p = 10000 $ n aplicado no centro de um feixe H simplesmente suportado com um comprimento $ l = 5 $ m, $ e = 200 \ times10^{9} $ pa e $ i = 3 \ times10^{-5} $ m^{4} $
$ \ delta_ {max} = \ frac {10000 \ times5^{3}} {48 \ times200 \ times10^{9} \ times3 \ times10^{-5}} $
O numerador é $ 10000 \ times5^{3} = 10000 \ times125 = 1250000 $
O denominador é $ 48 \ times200 \ times10^{9} \ times3 \ times10^{-5} = 288 \ times10^{6} $
$ \ delta_ {max} = \ frac {1250000} {288 \ times10^{6}} \ aprox0.0043 $ m ou 4,3 mm
Para condições de carregamento e suporte mais complexas
Em cenários reais - as condições de carregamento e suporte podem ser muito mais complexas. Por exemplo, uma viga pode ser fixada em uma extremidade e simplesmente suportada na outra, ou pode ser submetida a várias cargas pontuais e cargas distribuídas simultaneamente.
Nesses casos, podemos usar o princípio da superposição. O princípio da superposição afirma que a deflexão total de um feixe sob múltiplas cargas é igual à soma das deflexões causadas por cada carga individual que atua sozinha.
Também podemos usar ferramentas de software como SAP2000, ETABS ou ANSYS para realizar cálculos mais precisos e detalhados. Esses pacotes de software podem lidar com geometrias complexas, condições de carregamento e propriedades do material.
Outra coisa importante a ter em mente é a deflexão permitida. Códigos e padrões de construção geralmente especificam a deflexão máxima permitida para diferentes tipos de estruturas. Por exemplo, para um feixe de piso em um edifício residencial, a deflexão permitida pode ser limitada a $ L/360 $ (onde $ L $ é a duração do feixe). Isso significa que, para um feixe de 6 metros, a deflexão máxima permitida seria $ \ frac {6} {360} = 0,0167 $ m ou 16,7 mm.
Se a deflexão calculada exceder a deflexão permitida, talvez seja necessário selecionar um feixe H maior com um momento maior de inércia ou alterar as condições de suporte para reduzir a deflexão.
Como fornecedor de feixe de aço H, posso oferecer uma ampla gama de vigas H em diferentes tamanhos e especificações. Esteja você trabalhando em um projeto residencial de pequena escala ou em um edifício comercial em grande escala, posso ajudá -lo a escolher o feixe H certo para garantir que ele possa suportar as cargas e atender aos requisitos de deflexão.
Se você estiver envolvido em um projeto de construção ou engenharia e precisar calcular a deflexão das vigas de aço H ou deseja comprar feixes H de alta qualidade, não hesite em alcançar. Estou aqui para ajudá -lo com todas as suas necessidades de feixe de aço H e fornecer as melhores soluções para o seu projeto.
Referências
- "Mecânica dos materiais" de RC Hibbeler
- "Projeto de aço estrutural" de SK Duggal
- Códigos de construção e padrões relevantes para a engenharia estrutural