Hoe bereken je de draagkracht van stalen balken?

Berekening draagvermogen H-balk

Ik geloof dat je nog steeds de gewichtscapaciteit van een stalen balk wilt weten en hoe je die kunt berekenen?

Zie ook:

• Hoe de buigschuifspanning en sterktetoestand van een balk berekenen?

Je kunt ook geïnteresseerd zijn in het bepalen van de juiste maat van een H-balk voor je bouwproject.

Om je te helpen hebben we een robuuste balkbelastbaarheidscalculator en een belastbaarheidsgrafiek meegeleverd, zoals je kunt zien in de onderstaande schermafbeelding.

En het is in Excel-formaat, dat de berekening automatisch kan uitvoeren zodra je de benodigde informatie hebt ingevoerd.

Je kunt de tool downloaden door op de onderstaande link te klikken. Vergeet niet de macrofunctie in Excel in te schakelen voor een goede werking.

• Bereken het draagvermogen van stalen balken

Berekening draagvermogen I-balk

De formule voor het buigend draagvermogen is:

Mu=b’*h’*f*(0.5*h-0.5*h’)+(0.5*h-h’)*b*f*0.5*(0.5*h-h’)

F - ontwerpwaarde van treksterkte
b - webdikte
b '- flensbreedte
h - hoog
h '- flensdikte

Wat de draagkracht van spanning en compressie betreft, denk ik dat ik dat hier niet hoef uit te leggen. Wat betreft excentrische spanning en compressie is het niet erg moeilijk om dit zelf te berekenen.

Bijvoorbeeld:

Hoeveel kan I-balk #25 dragen bij een overspanning van 4 m en een gelijkmatig verdeelde belasting?

Berekening:

Voor #25 I-balk, W = 401,4cm³σ]=210N/mm2, totale stabiliteitscoëfficiënt φb=0,93

Buigmomentformule M = QL²/8
Sterkteformule σ = M/W

Volgens de formule: q=8σW/L²=8*210*401400/4*4=42,1kN/m

Vereiste totale stabiliteit: 42,1 * 0,93 = 39,2kn/m

Vereiste partiële factor (veiligheidsfactor): 39,2 / 1,4 = 28kN/m

Veilig gebruik: 28kN/m

De bovenstaande berekening houdt geen rekening met het eigengewicht en de berekening van de doorbuigingscontrole van de I-balk.

Welke van de H-balken staal en I-balken staal draagt een betere belasting?

H-vormig staal is beter geschikt voor het dragen van lasten.

Of het nu gaat om gewoon of licht I-profielstaal, door de relatief hoge en smalle dwarsdoorsnede verschillen de traagheidsmomenten van de twee hoofdassen in de dwarsdoorsnede sterk.

Als gevolg hiervan kan het alleen direct worden gebruikt voor liggers die worden onderworpen aan buiging in het vlak van hun lijf, of het kan worden gevormd tot tralieliggers.

Het is niet geschikt voor balken die worden onderworpen aan axiale compressie of buiging loodrecht op het vlak van het lijf, waardoor het toepassingsgebied wordt beperkt.

Aan de andere kant is H-profielstaal een efficiënt en economisch profiel dankzij de redelijke doorsnedevorm, die de effectiviteit verhoogt en de snijcapaciteit verbetert.

In tegenstelling tot gewone I-profielen is de flens van H-profielen breder en zijn de binnen- en buitenvlakken meestal evenwijdig, waardoor het gemakkelijker is om verbindingen te maken met andere balken met behulp van bouten van hoge sterkte.

De afmetingen vormen een redelijke reeks en de modellen zijn uitgebreid, waardoor ze geschikt zijn voor ontwerp- en selectiedoeleinden.

Eigenschappen van H-balkenstaal

De binnen- en buitenkant van de flens van H-vormig staal zijn evenwijdig of bijna evenwijdig en het uiteinde van de flens staat in een rechte hoek, waardoor het bekend staat als de parallelle flens. I-balk.

De lijfdikte van H-profielstaal is kleiner dan die van een gewone I-profielbalk met dezelfde hoogte als het lijf, en de flensbreedte is groter dan die van een gewone I-profielbalk met dezelfde hoogte als het lijf, vandaar ook de brede flens I-profielbalk genoemd.

De vorm van de H-balk resulteert in een verbeterd weerstandsmoment, traagheidsmoment en bijbehorende sterkte in vergelijking met een gewone I-balk van hetzelfde gewicht.

Bij gebruik in verschillende metalen constructies vertoont de H-balk superieure prestaties op het gebied van buigmoment, drukbelasting en excentrische belasting, wat resulteert in een verbeterde draagcapaciteit en de mogelijkheid om 10% tot 40% metaal te besparen in vergelijking met een gewone I-balk.