Три типа балок по опиранию
ППрогиб балки — это вертикальное перемещение её оси под действием нагрузки. Расчёт нужен для проверки жёсткости конструкции по 2-му предельному состоянию (СП 20.13330). Избыточный прогиб может привести к трещинам в отделке, «зыбкости» пола, нарушению работы оборудования и психологическому дискомфорту жильцов.
Предельные вертикальные прогибы элементов конструкций ограничивают во избежание появления видимых повреждений, нарушения работы оборудования и психологического дискомфорта.— СП 20.13330.2016 приложение Д
Допустимые прогибы по СНиП
Нормы различаются в зависимости от типа конструкции:
Формулы максимального прогиба
Базовые формулы для симметричных нагрузок на типовых схемах:
F в середине: f = PL³ / (48·EI)
Консоль, равномерно q: f = qL⁴ / (8·EI)
Защемлённая, F: f = PL³ / (192·EI)
Защемлённая, q: f = qL⁴ / (384·EI)
Материалы и модуль упругости
Модуль Юнга E характеризует жёсткость материала. Чем больше E, тем меньше прогиб при той же нагрузке:
Сталь С245 / С345: 200 000 МПа (ГОСТ 27772). Алюминий АД31: 70 000 МПа. Древесина (сосна, ель): 10 000 МПа (СП 64.13330). Бетон B25: 30 000 МПа. Бетон B30: 32 500 МПа (СП 63.13330). При длительных нагрузках E для дерева и бетона снижают в 1,5–2 раза из-за ползучести.
Сечения и моменты инерции
Момент инерции I (см⁴) — геометрическая характеристика сечения, определяющая его жёсткость при изгибе. Прямоугольник: I = bh³/12. Круг: I = πd⁴/64. Для стандартных профилей (двутавр, швеллер) значения I берутся из сортамента — калькулятор автоматически подставляет при выборе профиля. Момент сопротивления W = I/y_max используется для расчёта напряжений σ = M/W.
- СП 20.13330.2016 · Нагрузки и воздействия. Минстрой РФ. minstroyrf.gov.ru. 2016 (ред.). ↗ ссылка
- СП 16.13330.2017 · Стальные конструкции. Минстрой РФ. minstroyrf.gov.ru. 2017.
- ГОСТ 26020-83 · Двутавры. Госстандарт СССР. protect.gost.ru. 1983.
- ГОСТ 8240-97 · Швеллеры. Госстандарт СССР. protect.gost.ru. 1997.
- Беляев · Сопротивление материалов. Беляев Н. М.. Наука. 1976.
