Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Мощность по сечению: как правильно рассчитать и выбрать по мощности?

Содержание

Таблица выбора сечения кабеля в зависимости от силы тока или мощности при прокладке проводов. Выбор сечения автомобильного провода — Ізолітсервіс

Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов

Проложенные открыто

Проложенные в трубе

 Сечение

Медь

Алюминий 

Медь

Алюминий

 каб.,

 ток

W, кВт

 ток

W, кВт

ток 

W, кВт

 

W, кВт

мм2

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

0,5

11

2,4

--

--

--

--

--

--

--

-- 

--

--

0,75

15

3,3

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

1,0

17

3,7

6,4

--

--

--

14

3,0

5,3

--

--

--

1,5

23

5,0

8,7

--

--

--

15

3,3

5,7

--

--

--

2,0

26

5,7

9,8

21

4,6

7,9

19

4,1

7,2

14,0

3,0

5,3

2,5

30

6,6

11,0

24

5,2

9,1

21

4,6

7,9

16,0

3,5

6,0

4,0

41

9,0

15,0

32

7,0

12,0

27

5,9

10,0

21,0

4,6

7,9

6,0

50

11,0

19,0

39

8,5

14,0

34

7,4

12,0

26,0

5,7

9,8

10,0

80

17,0

30,0

60

13,0

22,0

50

11,0

19,0

38,0

8,3

14,0

16,0

100

22,0

38,0

75

16,0

28,0

80

17,0

30,0

55,0

12,0

20,0

25,0

140

30,0

53,0

105

23,0

39,0

100

22,0

38,0

65,0

14,0

24,0

35,0

170

37,0

64,0

130

28,0

49,0

135

29,0

51,0

75,0

16,0

28,0

Выбор сечения автомобильного провода:

Номин. сечение, мм2

Сила тока в одиночном проводе, А при длительной нагрузке и при температуре окружающей среды, оС

20

30

50

80

0,5

17,5

16,5

14,0

9,5

0,75

22,5

21,5

17,5

12,5

1,0

26,5

25,0

21,5

15,0

1,5

33,5

32,0

27,0

19,0

2,5

45,5

43,5

37,5

26,0

4,0

61,5

58,5

50,0

35,5

6,0

80,5

77,0

66,0

47,0

16,0

149,0

142,5

122,0

88,5

*Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5 - 4,0 мм2 в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе согласно таблице, а при наличии 8-19 проводов - 0,38 от силы тока в одиночном проводе.

Расчет сечения кабеля, таблицы, программа

Расчет сечения кабеля (провода) — не менее важный этап при проектировании электрической схемы квартиры или дома. От правильности выбора и качества электромонтажных работ зависит безопасность и стабильность работы потребителей электроэнергии. На начальной стадии необходимо принять во внимание такие исходные данные, как планируемая мощность потребления, длинна проводников и их тип, род тока, способ монтажа проводки. Для наглядности рассмотрим методику определения сечения, основные таблицы и формулы. Также, вы можете воспользоваться специальной программой расчета, представленной в конце основного материала.

Расчет сечения кабеля по мощности

Оптимальная площадь сечения позволяет пропускать ток без возможного перегрева проводов. Поэтому при проектировании электрической разводки, в первую очередь, находят оптимальное сечение провода в зависимости от потребляемой мощности. Для вычисления этого значения следует подсчитать общую мощность всех приборов, которые планируется подключать. При этом, учитывайте тот факт, что не все потребители будут подключаться одновременно. Проанализируйте данную периодичность для выбора оптимального диаметра жилы проводника (подробнее в следующем пункте «Расчет по нагрузке»).

Таблица: Ориентировочная мощность потребления бытовых электроприборов.

Наименование Мощность, Вт
Осветительные приборы 1800-3700
Телевизоры 120-140
Радио и аудио аппаратура 70-100
Холодильники 165-300
Морозильники 140
Стиральные машины  2000-2500
Джакузи 2000-2500
Пылесосы 650-1400
Электроутюги 900-1700
Электрочайники 1850-2000
Посудомоечная машина с подогревом воды 2200-2500
Электрокофеварки 650-1000
Электромясорубки 1100
Соковыжималки 200-300
Тостеры 650-1050
Миксеры 250-400
Электрофены 400-1600
Микроволновые печи 900-1300
Надплитные фильтры 250
Вентиляторы 1000-2000
Печи-гриль 650-1350
Стационарные электрические плиты 8500-10500
Электрические сауны 12000

Для домашней сети с напряжением 220 вольт значение силы тока (в амперах, А) определяется по следующей формуле:

I = P / U, где:

  • P – электрическая полная нагрузка (представлена в таблице и, также, указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт).
  • U – напряжение электрической сети (в данном случае 220), В (вольт).

Если напряжение в сети 380 вольт, то формула расчета следующая:

I = P /√3× U= P /1,73× U, где:

  • P — общая потребляемая мощность, Вт.
  • U — напряжение в сети (380), В.

Допустимая нагрузка у медного кабеля составляет 10 А/мм², а у алюминиевого – 8 А/мм². Для расчета необходимо полученную величину тока (I) разделить на 10 или 8 (в зависимости от выбранного проводника). Полученное значение и будет ориентировочным размером необходимого сечения.

Расчет сечения кабеля по нагрузке

На начальном этапе рекомендуется сделать поправку по нагрузке. Об этом упоминалось выше, но все же повторимся, что в быту редко возникают ситуации, когда все потребители энергии включаются одновременно. Чаще всего одни приборы работают, а другие нет. Поэтому для уточнения следует полученную величину сечения умножить на коэффициент спроса (). Если же вы уверены, что будете эксплуатировать все приборы сразу, то использовать указанный коэффициент не нужно.

Таблица: Коэффициенты спроса различных потребителей (Kс).

Наименование приемника Коэффициент спроса
Освещение ОРУ (открытого распределительного устройства ):
при одном 0,5
при нескольких 0,35
Освещение помещений 0,6-0,7
Телевизор 0,7
Бытовая электроника 0,2
Холодильник 0,8
Стиральная машина 0,1
Пылесос 0,1
Охлаждение трансформаторов 0,8-0,85
Компрессоры 0,4
Зарядные устройства 0,12
Подогрев и электроотопление 1,0

Влияние длины проводника на сечение

Длина проводника важна при строительстве сетей промышленного масштаба, когда кабель нужно тянуть на значительные расстояния. За время прохождения тока по проводам происходят потери мощности (dU), которые рассчитываются по следующей формуле:

dU = I×p×L/S, где:

  • I – сила тока.
  • p – удельное сопротивление (для меди — 0,0175, для алюминия — 0,0281).
  • L – длина кабеля.
  • S – просчитанная площадь сечения проводника.

Согласно техническим условиям, максимальная величина падения напряжения по длине провода не должна превышать 5 %. Если падение значительно, то следует подобрать другой кабель. Это можно сделать с помощью таблиц, где уже отражена зависимость величины мощности и силы тока от величины сечения.

Таблица: Подбор провода при напряжении 220 В.

Сечение жилы провода, мм2 Диаметр жилы проводника, мм Медные жилы Алюминиевые жилы
Ток, А Мощность, Вт Ток, А Мощность, кВт
0,50 0,80 6 1300
0,75 0,98 10 2200
1,00 1,13 14 3100
1,50 1,38 15 3300 10 2200
2,00 1,60 19 4200 14 3100
2,50 1,78 21 4600 16 3500
4,00 2,26 27 5900 21 4600
6,00 2,76 34 7500 26 5700
10,00 3,57 50 11000 38 8400
16,00 4,51 80 17600 55 12100
25,00 5,64 100 22000 65 14300

Пример расчета сечения кабеля

Планируя схему проводки в квартире, сначала необходимо определить места, где будут находиться розетки и осветительные приборы. Нужно определить, какие приборы будут задействованы и где. Далее можно составить общую схему подключения и подсчитать длину кабеля. Исходя из полученных данных, считается размер сечения кабеля по формулам, приведенным выше.

Предположим, нам необходимо определить размер кабеля для подключения стиральной машины. Мощностью возьмем из таблицы —  2000 Вт и определим силу тока:

I=2000 Вт / 220 В=9,09 А (округлим до 9 А). Для увеличения запаса прочности можно добавить несколько ампер и подобрать в зависимости от вида проводника и метода укладки соответствующее сечение. Под рассмотренный пример подойдет трехжильный кабель с сечением медной жилы от 1,5 мм².

Если решите просчитать свои варианты, то вам пригодиться все рассмотренные таблицы, в том числе и следующая — выбор сечения проводника, тока, максимальной мощности нагрузки и токовых характеристик автомата защиты:

Сечение медной жилы проводника, мм² Допустимый длительный ток нагрузки, А Максимальная мощность однофазной нагрузки для напряжения 220 В, кВт Номинальный ток автомата защиты, А Предельный ток автомата защиты, А Возможные потребители
1,5 19 4,1 10 16 группы освещения и сигнализации
2,5 27 5,9 16 25 розеточные группы и электрические полы
4 38 8,3 25 32 водонагреватели и кондиционеры
6 46 10,1 32 40 электрические плиты и духовые шкафы
10 70 15,4 50 63 вводные питающие линии

Программа расчета кабеля cable 2.

1

Ознакомившись с методикой расчета и специальными таблицами, для удобства, вы можете воспользоваться данной программой. Она избавит вас от самостоятельных вычислений и подберет оптимальное сечение кабеля по заданным параметрам.

В программе cable 2.1 имеется два вида расчета:

  1. Расчет сечения по заданной мощности или току.
  2. Расчет максимального тока и мощности по сечению.

Рассмотрим каждый из них.

В первом случае нужно ввести:

  • Значение мощности (в рассмотренном примере 2 кВт).
  • Выбрать род тока, тип проводника, способ прокладки и количество жил.
  • Нажав кнопку «Рассчитать», программа выдаст требуемое сечение, силу тока, рекомендуемый автоматический выключатель и устройство защитного отключения (УЗО).
Расчет сечения по заданной мощности или току

Во втором случае, по определенному сечению проводника, программа подбирает максимально допустимые:

  • Мощность.
  • Силу тока.
  • Рекомендуемый ток автомата защиты.
  • Рекомендуемое УЗО.
Расчет максимального тока и мощности по сечению

Как видим, интерфейс калькулятора довольно простой, а конечные результаты полезны и информативны.

Полноценная установка не требуется. Откройте архив и запустите файл «cable.exe».

Видео по теме

По кабелю невозможно пропустить больше определенного количества тока. Проектируя и монтируя электропроводку в квартире или доме, подбирайте правильное сечение проводника. Это позволит в дальнейшем избежать перегрева проводов, короткого замыкания и незапланированного ремонта.

115 фото, видео инструкции и таблицы соответствия

Расчет по мощности электроприборов

Для каждого кабеля есть определенная величина тока (мощности), которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если ток (мощность), потребляемый всеми приборами, будет превышать допустимую величину для токопроводящей жилы, то в скором времени аварии не избежать.

Чтобы самостоятельно рассчитать мощность электроприборов в доме, необходимо на лист бумаги выписать характеристики каждого прибора отдельно (плиты, телевизора, светильников, пылесоса и т.д.). После этого все значения суммируются, и готовое число используется для выбора кабеля с жилами с оптимальной площадью поперечного сечения.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8,

Где: P1..Pn–мощность каждого прибора, кВт

Обращаем Ваше внимание на то, что получившееся число необходимо умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Этот коэффициент обозначает, что из всех электроприборов одновременно работать будет только 80%. Такой расчет более логичный, потому что, к примеру, пылесосом либо феном Вы точно не будете пользоваться в течение длительного времени без перерыва.

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности:

Это приведенные и упрощенные таблицы, более точные значения вы можете найти в ПУЭ п. 1.3.10-1.3.11.

Как вы видите, для каждого определенного вида кабеля табличные значения имеют свои данные. Все что Вам нужно, это найти ближайшее значение мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

Чтобы Вы наглядно поняли, как правильно рассчитать кабель по мощности, приведем простой пример:

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов в квартире составляет 13 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Нас устраивает цифра «10,1» при однофазной сети (напряжение 220В) и «10,5», если сеть трехфазная.

Это значит, что нужно выбрать такое сечение жил кабеля, который будет питать все расчётные приборы – в квартире, комнате или каком-либо другом помещении. То есть такой расчёт нужно проводить для каждой розеточной группы, запитанной от одного кабеля, или для каждого прибора, если он запитан напрямую от щитка. В примере выше, мы привели расчет площади поперечного сечения жил вводного кабеля на весь дом или квартиру.

Итого, выбор сечения останавливаем на 6-миллиметровом проводнике при однофазной сети либо 1,5-миллиметровом при трехфазной сети. Как вы видите, все довольно просто и даже электрик-новичок справится с таким заданием самостоятельно!

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока:

Зачем нужно рассчитывать сечение кабеля

Возможно кто-то возразит: зачем делать расчеты? Ведь подобрать электропровод можно, оценив потребление электроэнергии примерно.

Необходимо делать расчет сечения кабеля по мощности, потому что:

  • Если использовать проводники меньшего сечения, они перегреются. Изоляция начнёт плавиться и произойдёт возгорание. Пожар ― это трагедия.
  • При использовании проводников с большим диаметром, пожароопасная ситуация исключена. Но их стоимость больше и они неудобны в эксплуатации. Затраты окажутся неоправданными.

Поэтому лучше сделать необходимые расчёты. Для этого нужны элементарные знания. Поговорим о типах проводов.

Что влияет на нагрев проводов

Количество жил и их тип у кабеля ВВГ

В процессе использования бытовой техники очень часто греется проводка. Перегревание происходит по причине нескольких факторов:

  • Неправильный выбор площади сечения проводников. Чем толще жилы имеет кабель, тем больший ток он передает без перегрева. Узнать нужные параметры можно по маркировке изделия или после замеров штангенциркулем.
  • Несоответствие материалов изготовления. Медный провод качественнее передает напряжение, отличается небольшим сопротивлением. Жилы из алюминия при высоком сопротивлении сильнее греются.
  • Количество жил. Одножильный проводник с толстым стержнем отличается высокой силой токопередачи. Многожильные модификации – гибкие, но имеют меньшую предельную силу передачи тока.
  • Специфика монтажа. При плотной укладке в трубе кабели нагреваются сильнее, чем при открытой проводке.
  • Особенности изоляции. Недорогие материалы с некачественной изоляцией неустойчивы к деформациям и температурным воздействиям.

Низкая электропроводимость алюминиевых проводов предусматривает большее, в сравнении с медными, сечение.

Как рассчитать сечение кабеля по току

Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.

Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева.  Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм2. Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

При подключении мощных бытовых электроприборов от щитка тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция

Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Устройство кабеля

Для лучшего понимания процесса расчета проводника по сечению в зависимости от мощности потребляемого тока, необходимо понимать суть процесса передачи электричества. Для наглядности лучше представить несколько тонких водопроводных труб, которые необходимо располагать по окружности параллельно друг другу.

Чем шире эта окружность, тем большее количество таких труб поместится при плотном расположении. Напор на выходе крупной систем будет гораздо больше, чем у маленькой. С электричеством также, в силу того, что ток течет по поверхности проводника, толстые кабели смогут поддерживать большие нагрузки.

Неправильное вычисление сечения по мощности выполняется, когда:

  • Токоведущая жила слишком широкая. Затраты на проводку возрастают существенно, нерационально используется ресурс кабеля.
  • Ширина токоведущего канала меньше необходимой. Плотность тока возрастает, нагревая проводник и изоляцию, что приводит к утечке электричества и образованию «слабых мест» на кабеле, повышая пожароопасность проводки.

В первом случае для жизни опасности нет, но неоправданно высокие затраты на материал.

Расчёт сечения кабеля или провода

У провода две характеристики: диаметр и площадь поперечного сечения.

Зная марку кабеля (провода), можно найти параметры в справочнике.

Как самостоятельно произвести расчёт? Надо измерить диаметр провода, используя микрометр (штангенциркуль). Применить формулу для расчёта:

  • S = ℼ × d² / 4 ≈ 3,14 × d² / 4 ≈ 0,785 × d² (площадь круга).

Так будет найдено сечение однопроволочного провода.

Если у провода многопроволочная жила, то её надо распушить, посчитать проволочки в косе и измерить у одной проволоки её диаметр.

Тогда в формулу добавляется число N проволок, упакованных в кабеле.

  • S = N× ℼ × d² / 4 ≈ N× 3,14 × d² / 4 ≈ 0,785 × N× d²

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.

Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Основы сортировки

Единственный способ качественно подобрать в квартиру или дом провод по сечению токоведущей жилы – знать какой мощности к нему будут подключаться приборы. Еще такой метод называют «по нагрузке», так как в электрических схемах все подключенные приборы рассматриваются как нагрузка или сопротивление.

Сначала необходимо определить мощность приборов. Это можно сделать несколькими способами:

  1. найти в техническом паспорте устройства информацию о ней;
  2. мощность указывается на самих приборах – обычно ее указывают на пластинах или стикерах из металла, хотя могут и просто нанести маркировку на корпус.
  3. замерить силу тока при работе и высчитать мощность – экзотический способ, который применяется в исключительных случаях, когда нужны точные результаты.

Если прибор сделан в России, Украине или Беларуси мощность на нем всегда указывается как Вт (ватт) или кВт (киловатт). Если изделие европейского, азиатского или американского производства, буквой – W. Используемая нагрузка на таких устройствах обозначают как “ТОТ” или “ТОТ МАХ”.

Если не удалось точно установить мощность прибора, можно взять для расчета среднестатистические данные.

При этом следует помнить, что параметры в них указаны в большом диапазоне, а это значит, что выбранный по меньшему значению кабель может не соответствовать требованиям.

Это значит, что в таком случае надо учитывать максимально возможную мощность приборов и подобрать для них соответствующие сечения кабелей по потребляемой мощности. В противном случае кабель может перегреваться в процессе эксплуатации, вплоть до возгорания изоляции.

Определение нагрузочной способности электропроводки 220 В


выполненной из алюминиевого провода

В давно построенных домах электропроводка, как правило, выполнена из алюминиевых проводов. Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может составлять и сто лет. Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы электропроводки будет определяться только сроком службы пластмассовой изоляции и надежностью контактов в местах присоединения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой электропроводкой необходимо определить по сечению или диаметру жил проводов способность ее выдержать дополнительную мощность. По приведенной ниже таблице это легко сделать.

Если у Вас проводка в квартире выполнена из алюминиевых проводов и возникла необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое соединение выполняется в соответствии с рекомендациями статьи Соединение алюминиевых проводов.

Расчет сечения кабеля в жилых помещениях

В инструкции для расчета сечения кабеля приводятся следующие рекомендации: разводка на освещение берется от 1,5 кв. мм, на простые розетки до 16 А – не менее 2,5 кв. мм.

Примером расчета служит кухня частного строения, где находятся 6-ти киловатная плита, нагревательный котел мощностью 2,5 кВт и стиральная машина на 1,6 кВт.

Сумма этих мощностей составит 10.1 кВт, что соответствует в таблице для правильного расчета сечений проводов медному кабелю на 6 кв. мм.

Однако, это сочетается с максимальной нагрузкой на кабель. Поэтому выбираем сечение провода с запасом, т. е. на 10 кв. мм.

Алюминиевый кабель с такими характеристиками потребует сечения в 16 кв. мм.

Применение кабеля такой толщины непрактично. Запрещается соединять алюминиевые и медные провода, т.к. место их стыковки нагревается и приводит к короткому замыканию.

Выбор кабеля

Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.

Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.

Одножильный или многожильный

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Медь или алюминий

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.

Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.

Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».

Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.

Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Особенности расчета мощности скрытой проводки

При расчете мощности скрытой проводки к полученному показателю прибавляют 20-30%

Когда в проекте указана возможность прокладки скрытой проводки, диаметр и параметры сечения кабеля нужно приобретать с запасом. К полученному после вычисления показателю прибавляют 20-30 %. Такие расчеты исключают нагрев проводника в условиях закрытого пространства с минимальным доступом воздуха.

Если в закрытые каналы производится укладка нескольких проводников, толщина каждого увеличивается на 40%. Каждое изделие для дополнительной защиты от перегрева укладывается в индивидуальной гофрированной трубе.

Факторы, которые влияют на расчет

Из-за важности расчетов при определении требуемого сечения для проводов нужно учитывать ряд параметров:

обязательно следует учитывать общее количество электроприборов, которые будут размещены в пределах конкретной квартиры;

Электротехника в помещении

  • общая потребляемая нагрузка приборов. При этом в расчетах данный параметр должен браться с небольшим запасом;
  • суммарная мощность электроприборов, функционирующих в доме;
  • выбор способа, с помощью которого будет происходить расчет сечения проводов.

При этом каждый из перечисленных пунктов играет важную роль и в расчетах без них не обойтись. Также следует отметить, что поскольку это математические вычисления, то конечная цифра должна быть проверена несколько раз для исключения ошибки.
Конечно, каждый математический расчет обладает определенной долей погрешности, так как оперирует не стандартизированными значениями. Поэтому иногда необходимо проводить округления в большую или меньшую сторону, чтобы отыскать кабель требуемого сечения.
Если подойти к расчету халатно, то можно навлечь на себя неприятности, которые как минимум проявятся в сгоревшей технике или проводке, а как максимум – приведут к пожару.

Падение напряжения на кабеле

Проводники обладают сопротивлением, которое необходимо учитывать. Особенно это важно для большой длины кабеля или при его малом сечении. Установлены нормы ПЭУ, по которым падение напряжения на кабеле не должно превышать 5 %. Расчет делается следующим образом.

  1. Определяется сопротивление проводника: R = 2×(ρ×L)/S.
  2. Находится падение напряжения: Uпад. = I×R. По отношению к линейному в процентах оно составит: U% = (Uпад./Uлин.)×100.

В формулах приняты обозначения:

  • ρ – удельное сопротивление, Ом×мм²/м;
  • S – площадь поперечного сечения, мм².

Коэффициент 2 показывает, что ток течет по двум жилам.

Нормативно-правовые ограничения

Коммунальные предприятия, обеспечивающие население электроэнергией, вправе вводить ограничения на максимальную суммарную мощность приборов в квартире. Достигаться это может установкой электросчетчиков с определенной пропускной способностью. На прибор ставятся автоматические одноразовые или многоразовые предохранители, которые срабатывают при превышении порогового значения тока.

Электросчетчики советского типа массово заменяются на электронные. Они ещё более чувствительны к перегрузкам, из-за которых быстро выходят из строя

Если убрать со счетчика пробки и подключить его к квартирной проводке напрямую, то он гарантировано сгорит при длительном нарушении режима работы. Большинство советских счетчиков, установленных в квартирах, выдерживают пиковую нагрузку в 25А до 1 минуты. После этого они сгорают, что чревато оплатой установки нового прибора и штрафом за нарушение правил эксплуатации.

Не выдержать высоких нагрузок способна и проводка в подъезде, перегорание которой может обесточить сразу несколько квартир. Поэтому при подключении квартиры к внутридомовой сети кабелем 2,5 мм не стоит рассчитывать, что более толстый внутриквартирный провод будет способен выдержать высокие нагрузки.

Особенно важно учитывать фактор нормативных ограничений на этапе планирования монтажа электрического отопления, теплых полов, инфракрасных саун и прочего энергоемкого оборудования. Предварительно нужно проконсультировать о возможностях электрооборудования, установленного перед квартирой, в соответствующих коммунальных службах

Расчет сечения кабеля в производственных зданиях

Кабели, используемые для подключения силовых установок, требуют гораздо большей пропускной способности.

Но их сечение в однофазной сети напряжением 220 В будет несоразмерно большим. Исходя из этого, при больших нагрузках имеет смысл подключать их к трехфазной сети напряжением 380 В.


  • Как самостоятельно сделать и подключить терморегулятор: принцип работы, инструкция, схема + фото лучших самодельных терморегуляторов

  • Для чего нужные диэлектрические перчатки — подробный обзор лучших вариантов

  • Как работает датчик температуры для теплого пола: инструкция, схема, виды, общий обзор от мастера + фото

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

  • закрытая;
  • открытая.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Видео по данной тематике

По кабелю невозможно пропустить больше определенного количества тока. Проектируя и монтируя электропроводку в квартире или доме, подбирайте правильное сечение проводника. Это позволит в дальнейшем избежать перегрева проводов, короткого замыкания и незапланированного ремонта.

Фото советы как рассчитать сечение кабеля по току и мощности

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

Чем опасна неправильно смонтированная электропроводка: как проявляются скрытые риски

С начала дачного сезона привел ко мне новый сосед своего знакомого Андрея. У того просьба: помочь решить вопрос с пониженным напряжением на его участке. Особенно его беспокоит низкий уровень в гараже, где он разместил свою мастерскую с электрическими станками.

Поехали смотреть и проверять. Напряжение подается на вводной щит частного дома. Мой карманный мультиметр показал 203 вольта, что в принципе приемлемо для сельской местности.

А вот дальше начались чудеса. На его большой территории размещено несколько хозяйственных построек. Они подключены последовательной цепочкой: одно к другому. Гараж находится в самом конце.

Общая длина магистрали превышает сотню метров. Подключение выполнено тем, что было под рукой: медный провод 1,5 мм кв, а отдельные участки между строениями запитаны даже скрутками из алюминия 2,5 квадрата.

Этот участок обладает повышенным сопротивлением. Оно создает падение напряжения на входе в гараж до 185 вольт. А этого уже недостаточно для нормальной работы электродвигателей различных станков.

У Андрея на участке от дома до мастерской потери составили 18 вольт. Он собирался приобрести стабилизатор напряжения для гаража, а я ему объяснил, что так делать нельзя по следующим причинам:

  1. стабилизатор поднимет уровень напряжения на своем выходе и мощность потребления станками еще больше возрастет;
  2. от этого дополнительно увеличится нагрузка на проводку.

В этой ситуации возникнет дополнительная просадка напряжения на входе в стабилизатор, что повлечет:

  • его отключение от защит;
  • или возникновение аварийной ситуации в проводке из-за ее перегруза и перегрева.

Ненужные потери напряжения можно устранить только правильным подбором сечения кабеля питания с учетом транслируемой мощности и его надежным монтажом.

Выбор сечения провода по количеству потребителей

При расчетах сечениях для электрического кабеля в квартире для начала рекомендуется отобразить проводку схематически. На рисунке должны быть указаны все приборы, потребляющие электроэнергию. Схема делится на разные комнаты, поскольку для каждой может быть использовать провод разного сечения.


Схема электропроводки по потребителям

Электрическая сеть делится на несколько цепей. Каждой цепи соответствуют лишь те электроприборы, которые к ней подключаются. Для выбора кабеля, подключающего все цепи, нужно рассчитать общую суммарную мощность. Это главный критерий выбора сечения. Каждое последующее разветвление (ответвление) приведет к снижению суммарной мощности и соответственно — уменьшению требуемого сечения.

Особенности сечения электропроводки из разных материалов

Проводка из алюминия, использовавшаяся еще в советское время, сейчас запрещена для монтажа внутренней электропроводки, но все еще применяется как самый бюджетный вариант, несмотря на сравнительно низкий срок эксплуатации и общую надежность. При перегревах она начинает крошиться, быстрее окисляется на воздухе и имеет меньшую электропроводность – это значит, что при одинаковом сечении проводов, медный способен пропустить через себя большее количество тока, чем алюминиевый.

Медный кабель обладает значительной прочностью и стойкостью к коррозии, поэтому если приходится менять всю проводку, то настоятельно рекомендуется использовать медную, тем более, что это прямое требование ПУЭ. Так как медный провод дороже алюминиевого, то знать подходящие значения сечения провода по мощности при его использовании будет существенной экономией для сметы.

При прокладывании скрытой проводки в домашних условиях лучше выбрать однопроволочный кабель, так как он проще в монтаже и не требует дополнительных действий.

Изначально рассчитанный на множественные изгибы многопроволочный имеет больший срок эксплуатации, но при подключении к нему розеток концы жил нужно будет залудить, так как со временем проволочки в жиле «утрясутся» и контакт ухудшится.

Чаще всего такие провода применяют для подключения к сети нестационарных приборов: фен, утюг, бритва и прочие.

Для стандартной проводки квартир, домов, коттеджей существует общий расчет. Согласно ему при продолжительной нагрузке в 25А применяют сечения провода по току (медный) 4,0 мм² и диаметром – 2,26 мм. В соответствии с этими расчетами, на линию устанавливается автоматический выключатель (автомат) который обычно монтируется во вводном щитке в месте ввода проводов в квартиру или дом.

Калькулятор расчета сечения провода по мощности и току

Расчет минимального сечения провода, необходимого для безопасной эксплуатации электропроводки. Калькулятор расчета сечения провода по мощности и току.

Введите мощность: кВт
Выберите номинальное напряжение:
Укажите число фаз:
Выберите материал жилы:
Введите длину кабельной линии: м
Укажите тип линии:

Результаты вычисления

Расчетное сечение жилы мм2 :
Рекомендуемое сечение мм2 :

Видео: как правильно выбрать сечение провода

Источники

  • https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya
  • https://www.calc.ru/Secheniye-Kabelya-Po-Moshchnosti.html
  • http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-secheniya-kabelya-po-moshchnosti-prakticheskie-sovety-ot-professionalov
  • https://amperof.ru/teoriya/tokovaya-nagruzka-po-secheniyu-kabelya.html
  • https://220-help.su/cable-sechenie/
  • https://220.guru/electroprovodka/provoda-kabeli/dlitelno-dopustimyj-tok.html
  • https://www.calc.ru/raschet-secheniya-kabelya-kalkulyator.html
  • https://viva-el.by/stati/kak-rasschitat-nagruzku-na-kabel

Допустимая нагрузка поперечного сечения восьмиугольных трубчатых стальных колонн при одноосном сжатии

Основные характеристики

Восьмиугольные, круглые и квадратные трубчатые стальные колонны были испытаны на сжатие.

Конечно-элементные модели были разработаны и проверены по результатам испытаний.

Классификация поперечного сечения в расчетных кодах была оценена по результатам испытаний и результатов КЭ.

Были предложены новый предел гибкости поперечного сечения и альтернативный подход к проектированию.

Abstract

В данной статье представлено экспериментальное исследование поведения на сжатие холодногнутых восьмиугольных, круглых и квадратных трубчатых стальных колонн. Три восьмиугольные полые стальные трубы были исследованы при осевом сжатии, в то время как три круглые стальные трубы и две квадратные стальные трубы были испытаны для сравнения. Для сравнения были также сопоставлены девять существующих данных испытаний восьмиугольных полых стальных труб. Полые трубы были изготовлены путем сварки двух стальных пластин полукруглого профиля холодной штамповки.Для изучения характеристик материала были извлечены и протестированы плоские, изогнутые и угловые купоны. Распределение остаточных напряжений в продольном направлении также измерялось методом секционирования. На станке для резки проволоки было обработано 50 продольных полос номинальной шириной 10 мм. Результаты испытаний, полученные в результате испытаний образца на растяжение и измерений остаточного напряжения, были изучены, чтобы оценить влияние процесса изготовления на различные формы поперечного сечения. Геометрические дефекты каждого образца были тщательно измерены.Допустимая нагрузка поперечного сечения, зависимость нагрузки от деформации и виды отказов опорных колонн были представлены в ходе испытаний опорных колонн. Конечно-элементная модель была разработана и проверена на экспериментальных результатах. Экспериментальные возможности поперечного сечения были точно предсказаны с помощью моделей конечных элементов. Данные испытаний, сопровождаемые результатами КЭ, были оценены со ссылкой на текущие проектные положения по классификации поперечного сечения, и были предложены предлагаемые пределы гибкости поперечного сечения и альтернативный подход к проектированию для восьмиугольных поперечных сечений.

Ключевые слова

Восьмиугольная трубчатая стальная труба

Холодногнутый полый профиль

Остаточное напряжение

Классификация поперечного сечения

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2019 Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Конструкция стержня - SteelConstruction.info

В этой статье описывается проверка стальных элементов, подверженных действию сдвига, изгибающих моментов и осевых сил.Элемент должен обеспечивать соответствующее сопротивление сжатию, растяжению, изгибу и сдвигу. Если элемент подвергается осевой и боковой нагрузке одновременно, потребуются дополнительные проверки требований к сопротивлению, принимая во внимание комбинацию этих эффектов нагрузки.

Конструкция стержня соответствует требованиям, приведенным в BS EN 1993-1-1 [1] . Общий процесс проектирования элементов включает:


SCI P362 составляет основу конструкции стержня, представленной в этой статье, и предоставляет более подробные рекомендации.

[вверх] Частные коэффициенты сопротивления

Частные коэффициенты γ M , которые применяются к различным характеристическим значениям сопротивления в конструкции элемента:


Значения приведены в Национальном приложении Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] .

[наверх] Классификация поперечных сечений

Четыре класса поперечного сечения определены в BS EN 1993-1-1 [1] :

  • Сечения класса 1 - это те поперечные сечения, которые могут образовывать пластмассовый шарнир с возможностью вращения, необходимой для анализа пластичности, без снижения сопротивления.
  • Поперечные сечения класса 2 - это те, которые могут развивать сопротивление пластическому моменту, но имеют ограниченную вращательную способность из-за местного продольного изгиба.
  • Поперечные сечения класса 3 - это те, в которых напряжение в волокне экстремального сжатия стального элемента, предполагающее упругое распределение напряжений, может достигать предела текучести, но местное продольное изгибание предотвращает развитие сопротивления пластическому моменту.
  • Поперечные сечения класса 4 - это те, в которых местное продольное изгибание произойдет до достижения предела текучести в одной или нескольких частях поперечного сечения.


Класс поперечного сечения определяется по Таблице 5.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] , где поперечное сечение классифицируется в соответствии с наивысшим (наименее благоприятным) классом сжатых частей. См. Также SCI P362.

Классификация секций также приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»). SCI P363 дает соотношения осевых нагрузок, где (при возрастающих уровнях осевой нагрузки) сечение становится Классом 3 и Классом 4. Уровень осевой нагрузки, при котором сечение становится Классом 2, не требуется, поскольку те же свойства сечения (общая площадь и пластичность модуль) используются в расчетах сопротивления для секций как класса 1, так и класса 2.

Сечения класса 4 в данной статье не рассматриваются.

[вверху] Сопротивление поперечных сечений

[вверху] Общие

Расчетное значение воздействия воздействия в каждом поперечном сечении не должно превышать соответствующее сопротивление, и если несколько эффектов воздействия действуют одновременно, комбинированный эффект не должен превышать сопротивления для этой комбинации. В качестве консервативного приближения для всех поперечных сечений можно использовать линейное суммирование коэффициентов использования для каждого сопротивления.Для комбинации N Ed , M y, Ed и M z, Ed этот метод может применяться с использованием следующих критериев:

N Rd , M y, Rd и M z, Rd - расчетные значения сопротивления в зависимости от классификации поперечного сечения и включая любое уменьшение, которое может быть вызвано сдвигом. эффекты.

В более общем плане, Еврокоды предоставляют конкретные разделы для общих комбинированных эффектов (например, изгиб и сдвиг, изгиб и осевое усилие, а также изгиб, сдвиг и осевое усилие), которые следует использовать вместо этого упрощенного подхода.

[вверху] Прочность материала

В соответствии с Национальным приложением Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] , предел текучести f y и предел прочности f u должны быть взяты из стандарта на продукцию, а не из таблицы 3.1. стандарта проектирования. Более того, если в стандарте на продукцию указан диапазон предельной прочности, следует использовать наименьшее значение. Предел текучести и предел прочности для горячекатаных стальных конструкций приведены в BS EN 10025-2 [3] .

[вверх] Свойства раздела

[вверху] Поперечное сечение

Характеристики полного поперечного сечения следует определять с использованием номинальных размеров. Отверстия для крепежных элементов вычитать не нужно, но следует сделать поправку на отверстия большего размера. Материалы для сращивания не должны быть включены.

[вверху] Секции сетки

Чистую площадь поперечного сечения следует принимать как общую площадь за вычетом соответствующих вычетов для всех отверстий и других отверстий. Для расчета свойств сечения нетто для одного отверстия под крепеж следует вычесть общую площадь поперечного сечения отверстия в плоскости его оси.Для отверстий с потайной головкой следует сделать соответствующий припуск на потайную часть.

[верх] Напряжение

Расчетное значение силы натяжения Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Для секций без отверстий расчетное сопротивление растяжению Н т, Rd следует принимать как расчетное пластическое сопротивление полного поперечного сечения:

где

  • A - это полное поперечное сечение


Для секций с отверстиями расчетное сопротивление растяжению N t, Rd следует принимать как меньшее из следующих значений:

Для углов, соединенных через одну ногу, см. BS EN 1993-1-8 [4] , пункт 3.10.3.

Аналогичное внимание следует уделить и другим типам секций, соединенных через выступы.

[вверху] Сжатие

Расчетное значение силы сжатия Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Расчетное сопротивление поперечного сечения на равномерное сжатие N c, Rd следует определять следующим образом:

для сечений класса 1, 2 или 3

Классификация секций приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»).

Для элементов равномерного поперечного сечения при осевом сжатии почти всегда определяется расчетное сопротивление продольному изгибу, Н, b, Rd .

Инструмент расчета сопротивления сжатию

[вверху] Гибка

Расчетное значение изгибающего момента M Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Где расчетное сопротивление изгибу вокруг одной главной оси поперечного сечения M c, Rd определяется следующим образом:

для сечений класса 1 или 2

для сечений класса 3

и

  • W el, min соответствует волокну с максимальным упругим напряжением.


Для гибки по обеим осям, следующий критерий может использоваться для I и H сечений.

Инструмент для расчета сопротивления изгибу

[верх] Торсион

Балки, подверженные нагрузкам, которые не действуют через точку поперечного сечения, известную как центр сдвига, обычно подвергаются некоторому скручиванию. Для двухсимметричных участков, таких как UB или UC, центр сдвига совпадает с центроидом, в то время как для каналов он расположен на стороне, противоположной центроиду.

Если невозможно избежать кручения, следует использовать жесткую на кручение секцию, например полую. Скручивание открытого участка может быть очень значительным, и его следует учитывать при использовании этого типа профиля.

Дополнительная информация о сопротивлении скручиванию приведена в SCI P385.

[верх] Ножницы

Расчетное значение усилия сдвига V Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

где:

  • V c, Rd - расчетное сопротивление пластическому сдвигу V pl, Rd .


Расчетное сопротивление пластическому сдвигу при отсутствии кручения определяется по формуле:

где:


Для прокатных двутавровых и двутавровых профилей с нагрузкой, параллельной стенке, площадь сдвига A v определяется по формуле:

A v = A -2 b t f + ( t w + 2 r ) t f

Сопротивление сдвигу может быть ограничено продольным изгибом.Для таких ситуаций следует обратиться к BS EN 1993-1-5 [5] . Изгибание при сдвиге редко возникает при работе с горячекатаным профилем.

[вверху] Гибка и сдвиг

При наличии сдвига следует сделать поправку на его влияние на сопротивление изгибу.

Где V Ed <0,5 V pl, Rd влиянием силы сдвига на сопротивление изгибу можно пренебречь, за исключением случаев, когда изгиб при сдвиге снижает сопротивление секции.

Где V Ed ≥ 0,5 V pl, Rd приведенное сопротивление моменту следует принимать как расчетное сопротивление поперечного сечения, рассчитанное с использованием приведенного предела текучести:

(1 - ρ ) f y для площади сдвига, где:

и V pl, Rd рассчитывается, как описано здесь.

[вверху] Изгибающее и осевое усилие

При наличии осевой силы следует учитывать ее влияние на сопротивление пластическому моменту.Для поперечных сечений классов 1 и 2 должны выполняться следующие критерии:

M Ed M N, Rd

где:

  • M N, Rd - расчетное сопротивление пластическому моменту, уменьшенное из-за осевой силы N Ed .


Для двусосимметричных двутавров и двутавров в определенных пределах влиянием осевой силы можно пренебречь. Это описано в разделе 6.2.9 BS EN 1993-1-1 [1] :

Для поперечных сечений класса 3 максимальное продольное напряжение из-за момента и осевой силы с учетом отверстий под крепеж, где это необходимо, не должно превышать f y / γ M0 .

Комбинированный инструмент для расчета сопротивления осевому сжатию и изгибу

[вверху] Изгиб, сдвиг и осевое усилие

Если В Ed ≤ 0,5 В pl, Rd , уменьшение сопротивлений, определенных для изгиба и осевой силы, не требуется.

Если V Ed > 0,5 V pl, Rd , расчетное сопротивление поперечного сечения комбинациям момента и осевого усилия следует рассчитывать с использованием пониженного предела текучести, как указано для изгиба и сдвига. .

[вверх] Сопротивление продольному изгибу элементов

[вверху] Унифицированные элементы в сжатии

BS EN 1993-1-1 [1] охватывает три режима потери устойчивости при осевом сжатии:

  • Изгиб при изгибе (широко известный как изгиб стойки)
  • Изгиб при кручении, который может быть критическим для крестообразных сечений, подверженных осевому сжатию
  • Изгиб при кручении и изгибе, который может быть критичным для асимметричных участков, подверженных осевому сжатию.
[вверху] Устойчивость к изгибу

Компрессионный элемент проверяется на устойчивость к потере устойчивости по соотношению:

где:

  • N Ed - расчетное значение силы сжатия
  • N b, Rd - расчетное сопротивление продольному изгибу элемента сжатия, где:

для поперечных сечений классов 1, 2 и 3, и

  • χ - коэффициент уменьшения для соответствующей формы потери устойчивости


Для осевого сжатия в элементах значение χ для соответствующей безразмерной гибкости определяется из соответствующей кривой потери устойчивости в соответствии с:

но χ ≤ 1

где:

, где α - коэффициент несовершенства.

Безразмерная гибкость определяется:

, где N cr - критическая сила упругости для соответствующей формы потери устойчивости.

Для каждого вида потери устойчивости определяется значение N cr .

Открытые секции (UB, UC) (би-симметричные секции) не подвержены продольному изгибу при кручении. Открытые секции действительно демонстрируют изгиб при кручении, но для любой заданной длины изгиб при изгибе по малой оси имеет решающее значение. SCI P363 (Синяя книга) обеспечивает сопротивление продольному изгибу при изгибе как по оси, так и сопротивление продольному изгибу.

Для углов эффективная гибкость должна быть рассчитана по Приложению BB.1.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] . Аналогичную эффективную гибкость можно рассчитать для каналов, подключенных только через Интернет.

См. Инструмент расчета сопротивления сжатию.

[вверху] Изгиб при изгибе (только)
 
Выбор кривой потери устойчивости при изгибе для поперечного сечения
Британский институт стандартов (BSI) разрешает воспроизводить выдержки из британских стандартов.Никакое другое использование этого материала запрещено. Британские стандарты можно получить в формате PDF или бумажной копии в онлайн-магазине BSI: http://shop.bsigroup.com или обратившись в службу поддержки клиентов BSI только для бумажных копий:
Тел .: +44 (0) 20 8996 9001, электронная почта : [email protected]

Для изгиба или продольного изгиба стойки N cr , нагрузка Эйлера, равна, а безразмерная гибкость определяется по формуле:

для сечений классов 1, 2 и 3, где:

  • L cr - длина продольного изгиба по рассматриваемой оси
  • i - радиус вращения вокруг соответствующей оси, определяемый с использованием свойств общего поперечного сечения
  • λ 1 = 86 для стали марки С275
  • λ 1 = 76 для стали марки S355


Коэффициент дефекта α , соответствующий соответствующей кривой потери устойчивости, получен из приведенной ниже таблицы.Выбор кривой потери устойчивости указан в таблице справа.

Коэффициенты несовершенства кривых потери устойчивости при изгибе
Кривая устойчивости a б с г
Фактор несовершенства α 0,21 0,34 0,49 0,76

Значение × может быть вычислено или может быть получено из графика или таблицы.Графическое представление показано на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые потери устойчивости для χ

[наверх] Элементы форменные при гибке

[вверху] Сопротивление продольному изгибу при кручении

Неограниченный в боковом направлении элемент, подверженный изгибу по главной оси, проверяется на устойчивость к продольному изгибу при кручении по соотношению:

где:

  • M Ed - расчетное значение момента
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу.


Балки с достаточным ограничением сжатия фланца не подвержены продольному изгибу при кручении.

Расчетное сопротивление продольному изгибу балки без фиксации в поперечном направлении определяется по формуле:

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения следующим образом:
  • χ LT - коэффициент уменьшения продольного изгиба при кручении.


См. Инструмент расчета сопротивления изгибу.

[вверх] Коэффициент уменьшения бокового продольного изгиба проката при кручении

Для прокатных профилей постоянного поперечного сечения при изгибе значение χ LT для соответствующей безразмерной гибкости LT определяется из:

но χ LT ≤ 1

где:

Для сортового проката:


Использование этих значений одобрено Национальным приложением Великобритании [2] .

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения для классификации сечения
  • M cr - упругий критический момент для продольного изгиба при кручении
 
Значения C 1 и для различных моментов (нагрузка не дестабилизирует)


Выражение для оценки M cr не приводится в BS EN 1993-1-1 [1] , однако методы, которые позволяют определить M cr , включают:

Метод 1

В документе NCCI SN003 приведены соответствующие выражения для расчета M cr .Для недестабилизирующих нагрузок и для двухсимметричных участков, например UB и UC:

где:

  • E , G - свойства материала
  • I z , I t , I w - это свойства сечения, полученные из SCI P363 (Синяя книга)
  • L - длина продольного изгиба стержня
  • C 1 - коэффициент, который зависит от формы диаграммы изгибающего момента - см. Рисунок справа.

Метод 2

M cr можно определить с помощью программного обеспечения LTBeam.

В качестве альтернативы, M cr может быть определено с использованием инструмента расчета упругого критического момента для продольного изгиба при кручении (M cr ).

Другие (упрощенные) подходы описаны в SCI P362, Раздел 6.3.2.3.

Значение параметра дефекта α LT , соответствующее соответствующей кривой потери устойчивости, дается в таблице ниже, а выбор кривой потери устойчивости - в следующей таблице.

Коэффициенты несовершенства кривых продольного изгиба при кручении
Кривая устойчивости a б c д
Фактор несовершенства α LT 0,21 0,34 0,49 0,76
Рекомендации по выбору боковой кривой кручения
Поперечное сечение Пределы Изгиб
изгиб
Прокат двусимметричных двутавровых и двутавровых профилей
и полые профили горячей обработки
ч / д ≤ 2 б
2 c
ч / ш> 3,1 г
Углы (для моментов в главной главной плоскости) г
Прокат весь прочий горячекатаный г
Гнутые полые профили ч / д ≤ 2 c
2 ≤ h / b <3,1 г

Кривые продольного изгиба при кручении для прокатных профилей показаны на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые продольного изгиба при кручении для сортового проката

Вычислив λ LT и выбрав соответствующую кривую, коэффициент уменьшения χ LT может быть вычислен или определен из справочных таблиц в SCI P362 или с использованием приведенного выше рисунка.

[вверху] Однородные элементы при изгибе и осевом сжатии

Для элементов конструктивных систем проверка сопротивления продольному изгибу дважды симметричных поперечных сечений может проводиться на основе отдельных однопролетных элементов, считающихся вырезанными из системы.Следует учитывать эффекты второго порядка системы качания (эффекты P-Δ) либо с помощью конечных моментов элемента, либо с помощью соответствующих длин продольного изгиба вокруг каждой оси для режима глобального продольного изгиба.

Стержни, которые подвергаются комбинированному изгибу и осевому сжатию, должны удовлетворять:

Где:

  • N Ed , M y, Ed и M z, Ed - расчетные значения силы сжатия и максимальные моменты относительно осей y-y и z-z вдоль элемента, соответственно
  • N b, y, Rd и N b, z, Rd - расчетные сопротивления продольному изгибу элемента относительно большой и малой оси соответственно
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу
  • M cb, z, Rd для секций класса 1 и 2
  • M cb, z, Rd для секций класса 3
  • k yy , k yz , k zy , k zz - это коэффициенты взаимодействия, которые могут быть определены из Приложения A или B к BS EN 1993-1-1 [1] .


Приложение B рекомендуется как более простой подход для ручных расчетов. Использование любого из приложений разрешено Национальным приложением Великобритании [2] .

В некоторых случаях консервативное значение коэффициентов k может быть достаточным для первоначального проектирования. В следующей таблице приведены максимальные значения, основанные на Приложении B к Стандарту, и предполагается, что секции подвержены крутильным деформациям, то есть не полые секции.

k факторов
Фактор взаимодействия Максимальные значения
Класс 3 Классы 1 и 2
k гг C мой × 1.6 C мой × 1,8
к yz к zz 0,6 × k zz
k zy 1,0 1,0
к zz C mz × 1,6 C мГц × 2,4

Уравнения для расчета коэффициентов взаимодействия приведены в SCI P362 Приложение D.В SCI P362 предоставляется серия графиков, на основе которых могут быть определены точные значения факторов взаимодействия в качестве альтернативы расчету.

См. Инструмент для расчета комбинированного сопротивления осевому сжатию и изгибу.

[вверх] Колонны простой конструкции

Расчет колонн простой конструкции основан на документе NCCI SN048, в котором колонна простой конструкции с учетом номинальных изгибающих моментов и осевого сжатия может быть проверена с использованием упрощенных критериев взаимодействия.

См. Инструмент «Столбцы в простом конструктивном дизайне».

[вверх] Список литературы

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Общие правила и правила для зданий, BSI
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 NA согласно BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI
  3. ↑ BS EN 10025-2: 2019 Горячекатаный прокат из конструкционных сталей.Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей BSI.
  4. ↑ BS EN 1993-1-8: 2005. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Дизайн стыков, BSI
  5. ↑ BS EN 1993-1-5: 2006 + A2: 2019. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Металлизированные элементы конструкций. BSI

[вверх] Дополнительная литература

  • LTBeam - это программный инструмент, который имеет дело с упругим "поперечным продольным изгибом балок" при изгибе вокруг их главной оси.
  • Руководство конструктора по металлу, 7-е издание.Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012, главы 14, 15, 16, 17 и 19

[вверх] Ресурсы


Инструменты для проектирования элементов:

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Расчет стержня - SteelConstruction.info

В этой статье описывается проверка стальных элементов, подверженных действию сдвига, изгибающих моментов и осевых сил. Элемент должен обеспечивать соответствующее сопротивление сжатию, растяжению, изгибу и сдвигу.Если элемент подвергается осевой и боковой нагрузке одновременно, потребуются дополнительные проверки требований к сопротивлению, принимая во внимание комбинацию этих эффектов нагрузки.

Конструкция стержня соответствует требованиям, приведенным в BS EN 1993-1-1 [1] . Общий процесс проектирования элементов включает:


SCI P362 составляет основу конструкции стержня, представленной в этой статье, и предоставляет более подробные рекомендации.

[вверх] Частные коэффициенты сопротивления

Частные коэффициенты γ M , которые применяются к различным характеристическим значениям сопротивления в конструкции элемента:


Значения приведены в Национальном приложении Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] .

[наверх] Классификация поперечных сечений

Четыре класса поперечного сечения определены в BS EN 1993-1-1 [1] :

  • Сечения класса 1 - это те поперечные сечения, которые могут образовывать пластмассовый шарнир с возможностью вращения, необходимой для анализа пластичности, без снижения сопротивления.
  • Поперечные сечения класса 2 - это те, которые могут развивать сопротивление пластическому моменту, но имеют ограниченную вращательную способность из-за местного продольного изгиба.
  • Поперечные сечения класса 3 - это те, в которых напряжение в волокне экстремального сжатия стального элемента, предполагающее упругое распределение напряжений, может достигать предела текучести, но местное продольное изгибание предотвращает развитие сопротивления пластическому моменту.
  • Поперечные сечения класса 4 - это те, в которых местное продольное изгибание произойдет до достижения предела текучести в одной или нескольких частях поперечного сечения.


Класс поперечного сечения определяется по Таблице 5.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] , где поперечное сечение классифицируется в соответствии с наивысшим (наименее благоприятным) классом сжатых частей. См. Также SCI P362.

Классификация секций также приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»).SCI P363 дает соотношения осевых нагрузок, где (при возрастающих уровнях осевой нагрузки) сечение становится Классом 3 и Классом 4. Уровень осевой нагрузки, при котором сечение становится Классом 2, не требуется, поскольку те же свойства сечения (общая площадь и пластичность модуль) используются в расчетах сопротивления для секций как класса 1, так и класса 2.

Сечения класса 4 в данной статье не рассматриваются.

[вверху] Сопротивление поперечных сечений

[вверху] Общие

Расчетное значение воздействия воздействия в каждом поперечном сечении не должно превышать соответствующее сопротивление, и если несколько эффектов воздействия действуют одновременно, комбинированный эффект не должен превышать сопротивления для этой комбинации.В качестве консервативного приближения для всех поперечных сечений можно использовать линейное суммирование коэффициентов использования для каждого сопротивления. Для комбинации N Ed , M y, Ed и M z, Ed этот метод может применяться с использованием следующих критериев:

N Rd , M y, Rd и M z, Rd - расчетные значения сопротивления в зависимости от классификации поперечного сечения и включая любое уменьшение, которое может быть вызвано сдвигом. эффекты.

В более общем плане, Еврокоды предоставляют конкретные разделы для общих комбинированных эффектов (например, изгиб и сдвиг, изгиб и осевое усилие, а также изгиб, сдвиг и осевое усилие), которые следует использовать вместо этого упрощенного подхода.

[вверху] Прочность материала

В соответствии с Национальным приложением Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] , предел текучести f y и предел прочности f u должны быть взяты из стандарта на продукцию, а не из таблицы 3 .1 стандарта проектирования. Более того, если в стандарте на продукцию указан диапазон предельной прочности, следует использовать наименьшее значение. Предел текучести и предел прочности для горячекатаных стальных конструкций приведены в BS EN 10025-2 [3] .

[вверх] Свойства раздела

[вверху] Поперечное сечение

Характеристики полного поперечного сечения следует определять с использованием номинальных размеров. Отверстия для крепежных элементов вычитать не нужно, но следует сделать поправку на отверстия большего размера.Материалы для сращивания не должны быть включены.

[вверху] Секции сетки

Чистую площадь поперечного сечения следует принимать как общую площадь за вычетом соответствующих вычетов для всех отверстий и других отверстий. Для расчета свойств сечения нетто для одного отверстия под крепеж следует вычесть общую площадь поперечного сечения отверстия в плоскости его оси. Для отверстий с потайной головкой следует сделать соответствующий припуск на потайную часть.

[верх] Напряжение

Расчетное значение силы натяжения Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Для секций без отверстий расчетное сопротивление растяжению Н т, Rd следует принимать как расчетное пластическое сопротивление полного поперечного сечения:

где

  • A - это полное поперечное сечение


Для секций с отверстиями расчетное сопротивление растяжению N t, Rd следует принимать как меньшее из следующих значений:

Для углов, соединенных через одну ногу, см. BS EN 1993-1-8 [4] , пункт 3.10.3.

Аналогичное внимание следует уделить и другим типам секций, соединенных через выступы.

[вверху] Сжатие

Расчетное значение силы сжатия Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Расчетное сопротивление поперечного сечения на равномерное сжатие N c, Rd следует определять следующим образом:

для сечений класса 1, 2 или 3

Классификация секций приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»).

Для элементов равномерного поперечного сечения при осевом сжатии почти всегда определяется расчетное сопротивление продольному изгибу, Н, b, Rd .

Инструмент расчета сопротивления сжатию

[вверху] Гибка

Расчетное значение изгибающего момента M Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Где расчетное сопротивление изгибу вокруг одной главной оси поперечного сечения M c, Rd определяется следующим образом:

для сечений класса 1 или 2

для сечений класса 3

и

  • W el, min соответствует волокну с максимальным упругим напряжением.


Для гибки по обеим осям, следующий критерий может использоваться для I и H сечений.

Инструмент для расчета сопротивления изгибу

[верх] Торсион

Балки, подверженные нагрузкам, которые не действуют через точку поперечного сечения, известную как центр сдвига, обычно подвергаются некоторому скручиванию. Для двухсимметричных участков, таких как UB или UC, центр сдвига совпадает с центроидом, в то время как для каналов он расположен на стороне, противоположной центроиду.

Если невозможно избежать кручения, следует использовать жесткую на кручение секцию, например полую. Скручивание открытого участка может быть очень значительным, и его следует учитывать при использовании этого типа профиля.

Дополнительная информация о сопротивлении скручиванию приведена в SCI P385.

[верх] Ножницы

Расчетное значение усилия сдвига V Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

где:

  • V c, Rd - расчетное сопротивление пластическому сдвигу V pl, Rd .


Расчетное сопротивление пластическому сдвигу при отсутствии кручения определяется по формуле:

где:


Для прокатных двутавровых и двутавровых профилей с нагрузкой, параллельной стенке, площадь сдвига A v определяется по формуле:

A v = A -2 b t f + ( t w + 2 r ) t f

Сопротивление сдвигу может быть ограничено продольным изгибом.Для таких ситуаций следует обратиться к BS EN 1993-1-5 [5] . Изгибание при сдвиге редко возникает при работе с горячекатаным профилем.

[вверху] Гибка и сдвиг

При наличии сдвига следует сделать поправку на его влияние на сопротивление изгибу.

Где V Ed <0,5 V pl, Rd влиянием силы сдвига на сопротивление изгибу можно пренебречь, за исключением случаев, когда изгиб при сдвиге снижает сопротивление секции.

Где V Ed ≥ 0,5 V pl, Rd приведенное сопротивление моменту следует принимать как расчетное сопротивление поперечного сечения, рассчитанное с использованием приведенного предела текучести:

(1 - ρ ) f y для площади сдвига, где:

и V pl, Rd рассчитывается, как описано здесь.

[вверху] Изгибающее и осевое усилие

При наличии осевой силы следует учитывать ее влияние на сопротивление пластическому моменту.Для поперечных сечений классов 1 и 2 должны выполняться следующие критерии:

M Ed M N, Rd

где:

  • M N, Rd - расчетное сопротивление пластическому моменту, уменьшенное из-за осевой силы N Ed .


Для двусосимметричных двутавров и двутавров в определенных пределах влиянием осевой силы можно пренебречь. Это описано в разделе 6.2.9 BS EN 1993-1-1 [1] :

Для поперечных сечений класса 3 максимальное продольное напряжение из-за момента и осевой силы с учетом отверстий под крепеж, где это необходимо, не должно превышать f y / γ M0 .

Комбинированный инструмент для расчета сопротивления осевому сжатию и изгибу

[вверху] Изгиб, сдвиг и осевое усилие

Если В Ed ≤ 0,5 В pl, Rd , уменьшение сопротивлений, определенных для изгиба и осевой силы, не требуется.

Если V Ed > 0,5 V pl, Rd , расчетное сопротивление поперечного сечения комбинациям момента и осевого усилия следует рассчитывать с использованием пониженного предела текучести, как указано для изгиба и сдвига. .

[вверх] Сопротивление продольному изгибу элементов

[вверху] Унифицированные элементы в сжатии

BS EN 1993-1-1 [1] охватывает три режима потери устойчивости при осевом сжатии:

  • Изгиб при изгибе (широко известный как изгиб стойки)
  • Изгиб при кручении, который может быть критическим для крестообразных сечений, подверженных осевому сжатию
  • Изгиб при кручении и изгибе, который может быть критичным для асимметричных участков, подверженных осевому сжатию.
[вверху] Устойчивость к изгибу

Компрессионный элемент проверяется на устойчивость к потере устойчивости по соотношению:

где:

  • N Ed - расчетное значение силы сжатия
  • N b, Rd - расчетное сопротивление продольному изгибу элемента сжатия, где:

для поперечных сечений классов 1, 2 и 3, и

  • χ - коэффициент уменьшения для соответствующей формы потери устойчивости


Для осевого сжатия в элементах значение χ для соответствующей безразмерной гибкости определяется из соответствующей кривой потери устойчивости в соответствии с:

но χ ≤ 1

где:

, где α - коэффициент несовершенства.

Безразмерная гибкость определяется:

, где N cr - критическая сила упругости для соответствующей формы потери устойчивости.

Для каждого вида потери устойчивости определяется значение N cr .

Открытые секции (UB, UC) (би-симметричные секции) не подвержены продольному изгибу при кручении. Открытые секции действительно демонстрируют изгиб при кручении, но для любой заданной длины изгиб при изгибе по малой оси имеет решающее значение. SCI P363 (Синяя книга) обеспечивает сопротивление продольному изгибу при изгибе как по оси, так и сопротивление продольному изгибу.

Для углов эффективная гибкость должна быть рассчитана по Приложению BB.1.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] . Аналогичную эффективную гибкость можно рассчитать для каналов, подключенных только через Интернет.

См. Инструмент расчета сопротивления сжатию.

[вверху] Изгиб при изгибе (только)
 
Выбор кривой потери устойчивости при изгибе для поперечного сечения
Британский институт стандартов (BSI) разрешает воспроизводить выдержки из британских стандартов.Никакое другое использование этого материала запрещено. Британские стандарты можно получить в формате PDF или бумажной копии в онлайн-магазине BSI: http://shop.bsigroup.com или обратившись в службу поддержки клиентов BSI только для бумажных копий:
Тел .: +44 (0) 20 8996 9001, электронная почта : [email protected]

Для изгиба или продольного изгиба стойки N cr , нагрузка Эйлера, равна, а безразмерная гибкость определяется по формуле:

для сечений классов 1, 2 и 3, где:

  • L cr - длина продольного изгиба по рассматриваемой оси
  • i - радиус вращения вокруг соответствующей оси, определяемый с использованием свойств общего поперечного сечения
  • λ 1 = 86 для стали марки С275
  • λ 1 = 76 для стали марки S355


Коэффициент дефекта α , соответствующий соответствующей кривой потери устойчивости, получен из приведенной ниже таблицы.Выбор кривой потери устойчивости указан в таблице справа.

Коэффициенты несовершенства кривых потери устойчивости при изгибе
Кривая устойчивости a б с г
Фактор несовершенства α 0,21 0,34 0,49 0,76

Значение × может быть вычислено или может быть получено из графика или таблицы.Графическое представление показано на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые потери устойчивости для χ

[наверх] Элементы форменные при гибке

[вверху] Сопротивление продольному изгибу при кручении

Неограниченный в боковом направлении элемент, подверженный изгибу по главной оси, проверяется на устойчивость к продольному изгибу при кручении по соотношению:

где:

  • M Ed - расчетное значение момента
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу.


Балки с достаточным ограничением сжатия фланца не подвержены продольному изгибу при кручении.

Расчетное сопротивление продольному изгибу балки без фиксации в поперечном направлении определяется по формуле:

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения следующим образом:
  • χ LT - коэффициент уменьшения продольного изгиба при кручении.


См. Инструмент расчета сопротивления изгибу.

[вверх] Коэффициент уменьшения бокового продольного изгиба проката при кручении

Для прокатных профилей постоянного поперечного сечения при изгибе значение χ LT для соответствующей безразмерной гибкости LT определяется из:

но χ LT ≤ 1

где:

Для сортового проката:


Использование этих значений одобрено Национальным приложением Великобритании [2] .

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения для классификации сечения
  • M cr - упругий критический момент для продольного изгиба при кручении
 
Значения C 1 и для различных моментов (нагрузка не дестабилизирует)


Выражение для оценки M cr не приводится в BS EN 1993-1-1 [1] , однако методы, которые позволяют определить M cr , включают:

Метод 1

В документе NCCI SN003 приведены соответствующие выражения для расчета M cr .Для недестабилизирующих нагрузок и для двухсимметричных участков, например UB и UC:

где:

  • E , G - свойства материала
  • I z , I t , I w - это свойства сечения, полученные из SCI P363 (Синяя книга)
  • L - длина продольного изгиба стержня
  • C 1 - коэффициент, который зависит от формы диаграммы изгибающего момента - см. Рисунок справа.

Метод 2

M cr можно определить с помощью программного обеспечения LTBeam.

В качестве альтернативы, M cr может быть определено с использованием инструмента расчета упругого критического момента для продольного изгиба при кручении (M cr ).

Другие (упрощенные) подходы описаны в SCI P362, Раздел 6.3.2.3.

Значение параметра дефекта α LT , соответствующее соответствующей кривой потери устойчивости, дается в таблице ниже, а выбор кривой потери устойчивости - в следующей таблице.

Коэффициенты несовершенства кривых продольного изгиба при кручении
Кривая устойчивости a б c д
Фактор несовершенства α LT 0,21 0,34 0,49 0,76
Рекомендации по выбору боковой кривой кручения
Поперечное сечение Пределы Изгиб
изгиб
Прокат двусимметричных двутавровых и двутавровых профилей
и полые профили горячей обработки
ч / д ≤ 2 б
2 c
ч / ш> 3,1 г
Углы (для моментов в главной главной плоскости) г
Прокат весь прочий горячекатаный г
Гнутые полые профили ч / д ≤ 2 c
2 ≤ h / b <3,1 г

Кривые продольного изгиба при кручении для прокатных профилей показаны на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые продольного изгиба при кручении для сортового проката

Вычислив λ LT и выбрав соответствующую кривую, коэффициент уменьшения χ LT может быть вычислен или определен из справочных таблиц в SCI P362 или с использованием приведенного выше рисунка.

[вверху] Однородные элементы при изгибе и осевом сжатии

Для элементов конструктивных систем проверка сопротивления продольному изгибу дважды симметричных поперечных сечений может проводиться на основе отдельных однопролетных элементов, считающихся вырезанными из системы.Следует учитывать эффекты второго порядка системы качания (эффекты P-Δ) либо с помощью конечных моментов элемента, либо с помощью соответствующих длин продольного изгиба вокруг каждой оси для режима глобального продольного изгиба.

Стержни, которые подвергаются комбинированному изгибу и осевому сжатию, должны удовлетворять:

Где:

  • N Ed , M y, Ed и M z, Ed - расчетные значения силы сжатия и максимальные моменты относительно осей y-y и z-z вдоль элемента, соответственно
  • N b, y, Rd и N b, z, Rd - расчетные сопротивления продольному изгибу элемента относительно большой и малой оси соответственно
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу
  • M cb, z, Rd для секций класса 1 и 2
  • M cb, z, Rd для секций класса 3
  • k yy , k yz , k zy , k zz - это коэффициенты взаимодействия, которые могут быть определены из Приложения A или B к BS EN 1993-1-1 [1] .


Приложение B рекомендуется как более простой подход для ручных расчетов. Использование любого из приложений разрешено Национальным приложением Великобритании [2] .

В некоторых случаях консервативное значение коэффициентов k может быть достаточным для первоначального проектирования. В следующей таблице приведены максимальные значения, основанные на Приложении B к Стандарту, и предполагается, что секции подвержены крутильным деформациям, то есть не полые секции.

k факторов
Фактор взаимодействия Максимальные значения
Класс 3 Классы 1 и 2
k гг C мой × 1.6 C мой × 1,8
к yz к zz 0,6 × k zz
k zy 1,0 1,0
к zz C mz × 1,6 C мГц × 2,4

Уравнения для расчета коэффициентов взаимодействия приведены в SCI P362 Приложение D.В SCI P362 предоставляется серия графиков, на основе которых могут быть определены точные значения факторов взаимодействия в качестве альтернативы расчету.

См. Инструмент для расчета комбинированного сопротивления осевому сжатию и изгибу.

[вверх] Колонны простой конструкции

Расчет колонн простой конструкции основан на документе NCCI SN048, в котором колонна простой конструкции с учетом номинальных изгибающих моментов и осевого сжатия может быть проверена с использованием упрощенных критериев взаимодействия.

См. Инструмент «Столбцы в простом конструктивном дизайне».

[вверх] Список литературы

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Общие правила и правила для зданий, BSI
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 NA согласно BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI
  3. ↑ BS EN 10025-2: 2019 Горячекатаный прокат из конструкционных сталей.Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей BSI.
  4. ↑ BS EN 1993-1-8: 2005. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Дизайн стыков, BSI
  5. ↑ BS EN 1993-1-5: 2006 + A2: 2019. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Металлизированные элементы конструкций. BSI

[вверх] Дополнительная литература

  • LTBeam - это программный инструмент, который имеет дело с упругим "поперечным продольным изгибом балок" при изгибе вокруг их главной оси.
  • Руководство конструктора по металлу, 7-е издание.Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012, главы 14, 15, 16, 17 и 19

[вверх] Ресурсы


Инструменты для проектирования элементов:

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Расчет стержня - SteelConstruction.info

В этой статье описывается проверка стальных элементов, подверженных действию сдвига, изгибающих моментов и осевых сил. Элемент должен обеспечивать соответствующее сопротивление сжатию, растяжению, изгибу и сдвигу.Если элемент подвергается осевой и боковой нагрузке одновременно, потребуются дополнительные проверки требований к сопротивлению, принимая во внимание комбинацию этих эффектов нагрузки.

Конструкция стержня соответствует требованиям, приведенным в BS EN 1993-1-1 [1] . Общий процесс проектирования элементов включает:


SCI P362 составляет основу конструкции стержня, представленной в этой статье, и предоставляет более подробные рекомендации.

[вверх] Частные коэффициенты сопротивления

Частные коэффициенты γ M , которые применяются к различным характеристическим значениям сопротивления в конструкции элемента:


Значения приведены в Национальном приложении Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] .

[наверх] Классификация поперечных сечений

Четыре класса поперечного сечения определены в BS EN 1993-1-1 [1] :

  • Сечения класса 1 - это те поперечные сечения, которые могут образовывать пластмассовый шарнир с возможностью вращения, необходимой для анализа пластичности, без снижения сопротивления.
  • Поперечные сечения класса 2 - это те, которые могут развивать сопротивление пластическому моменту, но имеют ограниченную вращательную способность из-за местного продольного изгиба.
  • Поперечные сечения класса 3 - это те, в которых напряжение в волокне экстремального сжатия стального элемента, предполагающее упругое распределение напряжений, может достигать предела текучести, но местное продольное изгибание предотвращает развитие сопротивления пластическому моменту.
  • Поперечные сечения класса 4 - это те, в которых местное продольное изгибание произойдет до достижения предела текучести в одной или нескольких частях поперечного сечения.


Класс поперечного сечения определяется по Таблице 5.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] , где поперечное сечение классифицируется в соответствии с наивысшим (наименее благоприятным) классом сжатых частей. См. Также SCI P362.

Классификация секций также приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»).SCI P363 дает соотношения осевых нагрузок, где (при возрастающих уровнях осевой нагрузки) сечение становится Классом 3 и Классом 4. Уровень осевой нагрузки, при котором сечение становится Классом 2, не требуется, поскольку те же свойства сечения (общая площадь и пластичность модуль) используются в расчетах сопротивления для секций как класса 1, так и класса 2.

Сечения класса 4 в данной статье не рассматриваются.

[вверху] Сопротивление поперечных сечений

[вверху] Общие

Расчетное значение воздействия воздействия в каждом поперечном сечении не должно превышать соответствующее сопротивление, и если несколько эффектов воздействия действуют одновременно, комбинированный эффект не должен превышать сопротивления для этой комбинации.В качестве консервативного приближения для всех поперечных сечений можно использовать линейное суммирование коэффициентов использования для каждого сопротивления. Для комбинации N Ed , M y, Ed и M z, Ed этот метод может применяться с использованием следующих критериев:

N Rd , M y, Rd и M z, Rd - расчетные значения сопротивления в зависимости от классификации поперечного сечения и включая любое уменьшение, которое может быть вызвано сдвигом. эффекты.

В более общем плане, Еврокоды предоставляют конкретные разделы для общих комбинированных эффектов (например, изгиб и сдвиг, изгиб и осевое усилие, а также изгиб, сдвиг и осевое усилие), которые следует использовать вместо этого упрощенного подхода.

[вверху] Прочность материала

В соответствии с Национальным приложением Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] , предел текучести f y и предел прочности f u должны быть взяты из стандарта на продукцию, а не из таблицы 3 .1 стандарта проектирования. Более того, если в стандарте на продукцию указан диапазон предельной прочности, следует использовать наименьшее значение. Предел текучести и предел прочности для горячекатаных стальных конструкций приведены в BS EN 10025-2 [3] .

[вверх] Свойства раздела

[вверху] Поперечное сечение

Характеристики полного поперечного сечения следует определять с использованием номинальных размеров. Отверстия для крепежных элементов вычитать не нужно, но следует сделать поправку на отверстия большего размера.Материалы для сращивания не должны быть включены.

[вверху] Секции сетки

Чистую площадь поперечного сечения следует принимать как общую площадь за вычетом соответствующих вычетов для всех отверстий и других отверстий. Для расчета свойств сечения нетто для одного отверстия под крепеж следует вычесть общую площадь поперечного сечения отверстия в плоскости его оси. Для отверстий с потайной головкой следует сделать соответствующий припуск на потайную часть.

[верх] Напряжение

Расчетное значение силы натяжения Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Для секций без отверстий расчетное сопротивление растяжению Н т, Rd следует принимать как расчетное пластическое сопротивление полного поперечного сечения:

где

  • A - это полное поперечное сечение


Для секций с отверстиями расчетное сопротивление растяжению N t, Rd следует принимать как меньшее из следующих значений:

Для углов, соединенных через одну ногу, см. BS EN 1993-1-8 [4] , пункт 3.10.3.

Аналогичное внимание следует уделить и другим типам секций, соединенных через выступы.

[вверху] Сжатие

Расчетное значение силы сжатия Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Расчетное сопротивление поперечного сечения на равномерное сжатие N c, Rd следует определять следующим образом:

для сечений класса 1, 2 или 3

Классификация секций приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»).

Для элементов равномерного поперечного сечения при осевом сжатии почти всегда определяется расчетное сопротивление продольному изгибу, Н, b, Rd .

Инструмент расчета сопротивления сжатию

[вверху] Гибка

Расчетное значение изгибающего момента M Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Где расчетное сопротивление изгибу вокруг одной главной оси поперечного сечения M c, Rd определяется следующим образом:

для сечений класса 1 или 2

для сечений класса 3

и

  • W el, min соответствует волокну с максимальным упругим напряжением.


Для гибки по обеим осям, следующий критерий может использоваться для I и H сечений.

Инструмент для расчета сопротивления изгибу

[верх] Торсион

Балки, подверженные нагрузкам, которые не действуют через точку поперечного сечения, известную как центр сдвига, обычно подвергаются некоторому скручиванию. Для двухсимметричных участков, таких как UB или UC, центр сдвига совпадает с центроидом, в то время как для каналов он расположен на стороне, противоположной центроиду.

Если невозможно избежать кручения, следует использовать жесткую на кручение секцию, например полую. Скручивание открытого участка может быть очень значительным, и его следует учитывать при использовании этого типа профиля.

Дополнительная информация о сопротивлении скручиванию приведена в SCI P385.

[верх] Ножницы

Расчетное значение усилия сдвига V Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

где:

  • V c, Rd - расчетное сопротивление пластическому сдвигу V pl, Rd .


Расчетное сопротивление пластическому сдвигу при отсутствии кручения определяется по формуле:

где:


Для прокатных двутавровых и двутавровых профилей с нагрузкой, параллельной стенке, площадь сдвига A v определяется по формуле:

A v = A -2 b t f + ( t w + 2 r ) t f

Сопротивление сдвигу может быть ограничено продольным изгибом.Для таких ситуаций следует обратиться к BS EN 1993-1-5 [5] . Изгибание при сдвиге редко возникает при работе с горячекатаным профилем.

[вверху] Гибка и сдвиг

При наличии сдвига следует сделать поправку на его влияние на сопротивление изгибу.

Где V Ed <0,5 V pl, Rd влиянием силы сдвига на сопротивление изгибу можно пренебречь, за исключением случаев, когда изгиб при сдвиге снижает сопротивление секции.

Где V Ed ≥ 0,5 V pl, Rd приведенное сопротивление моменту следует принимать как расчетное сопротивление поперечного сечения, рассчитанное с использованием приведенного предела текучести:

(1 - ρ ) f y для площади сдвига, где:

и V pl, Rd рассчитывается, как описано здесь.

[вверху] Изгибающее и осевое усилие

При наличии осевой силы следует учитывать ее влияние на сопротивление пластическому моменту.Для поперечных сечений классов 1 и 2 должны выполняться следующие критерии:

M Ed M N, Rd

где:

  • M N, Rd - расчетное сопротивление пластическому моменту, уменьшенное из-за осевой силы N Ed .


Для двусосимметричных двутавров и двутавров в определенных пределах влиянием осевой силы можно пренебречь. Это описано в разделе 6.2.9 BS EN 1993-1-1 [1] :

Для поперечных сечений класса 3 максимальное продольное напряжение из-за момента и осевой силы с учетом отверстий под крепеж, где это необходимо, не должно превышать f y / γ M0 .

Комбинированный инструмент для расчета сопротивления осевому сжатию и изгибу

[вверху] Изгиб, сдвиг и осевое усилие

Если В Ed ≤ 0,5 В pl, Rd , уменьшение сопротивлений, определенных для изгиба и осевой силы, не требуется.

Если V Ed > 0,5 V pl, Rd , расчетное сопротивление поперечного сечения комбинациям момента и осевого усилия следует рассчитывать с использованием пониженного предела текучести, как указано для изгиба и сдвига. .

[вверх] Сопротивление продольному изгибу элементов

[вверху] Унифицированные элементы в сжатии

BS EN 1993-1-1 [1] охватывает три режима потери устойчивости при осевом сжатии:

  • Изгиб при изгибе (широко известный как изгиб стойки)
  • Изгиб при кручении, который может быть критическим для крестообразных сечений, подверженных осевому сжатию
  • Изгиб при кручении и изгибе, который может быть критичным для асимметричных участков, подверженных осевому сжатию.
[вверху] Устойчивость к изгибу

Компрессионный элемент проверяется на устойчивость к потере устойчивости по соотношению:

где:

  • N Ed - расчетное значение силы сжатия
  • N b, Rd - расчетное сопротивление продольному изгибу элемента сжатия, где:

для поперечных сечений классов 1, 2 и 3, и

  • χ - коэффициент уменьшения для соответствующей формы потери устойчивости


Для осевого сжатия в элементах значение χ для соответствующей безразмерной гибкости определяется из соответствующей кривой потери устойчивости в соответствии с:

но χ ≤ 1

где:

, где α - коэффициент несовершенства.

Безразмерная гибкость определяется:

, где N cr - критическая сила упругости для соответствующей формы потери устойчивости.

Для каждого вида потери устойчивости определяется значение N cr .

Открытые секции (UB, UC) (би-симметричные секции) не подвержены продольному изгибу при кручении. Открытые секции действительно демонстрируют изгиб при кручении, но для любой заданной длины изгиб при изгибе по малой оси имеет решающее значение. SCI P363 (Синяя книга) обеспечивает сопротивление продольному изгибу при изгибе как по оси, так и сопротивление продольному изгибу.

Для углов эффективная гибкость должна быть рассчитана по Приложению BB.1.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] . Аналогичную эффективную гибкость можно рассчитать для каналов, подключенных только через Интернет.

См. Инструмент расчета сопротивления сжатию.

[вверху] Изгиб при изгибе (только)
 
Выбор кривой потери устойчивости при изгибе для поперечного сечения
Британский институт стандартов (BSI) разрешает воспроизводить выдержки из британских стандартов.Никакое другое использование этого материала запрещено. Британские стандарты можно получить в формате PDF или бумажной копии в онлайн-магазине BSI: http://shop.bsigroup.com или обратившись в службу поддержки клиентов BSI только для бумажных копий:
Тел .: +44 (0) 20 8996 9001, электронная почта : [email protected]

Для изгиба или продольного изгиба стойки N cr , нагрузка Эйлера, равна, а безразмерная гибкость определяется по формуле:

для сечений классов 1, 2 и 3, где:

  • L cr - длина продольного изгиба по рассматриваемой оси
  • i - радиус вращения вокруг соответствующей оси, определяемый с использованием свойств общего поперечного сечения
  • λ 1 = 86 для стали марки С275
  • λ 1 = 76 для стали марки S355


Коэффициент дефекта α , соответствующий соответствующей кривой потери устойчивости, получен из приведенной ниже таблицы.Выбор кривой потери устойчивости указан в таблице справа.

Коэффициенты несовершенства кривых потери устойчивости при изгибе
Кривая устойчивости a б с г
Фактор несовершенства α 0,21 0,34 0,49 0,76

Значение × может быть вычислено или может быть получено из графика или таблицы.Графическое представление показано на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые потери устойчивости для χ

[наверх] Элементы форменные при гибке

[вверху] Сопротивление продольному изгибу при кручении

Неограниченный в боковом направлении элемент, подверженный изгибу по главной оси, проверяется на устойчивость к продольному изгибу при кручении по соотношению:

где:

  • M Ed - расчетное значение момента
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу.


Балки с достаточным ограничением сжатия фланца не подвержены продольному изгибу при кручении.

Расчетное сопротивление продольному изгибу балки без фиксации в поперечном направлении определяется по формуле:

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения следующим образом:
  • χ LT - коэффициент уменьшения продольного изгиба при кручении.


См. Инструмент расчета сопротивления изгибу.

[вверх] Коэффициент уменьшения бокового продольного изгиба проката при кручении

Для прокатных профилей постоянного поперечного сечения при изгибе значение χ LT для соответствующей безразмерной гибкости LT определяется из:

но χ LT ≤ 1

где:

Для сортового проката:


Использование этих значений одобрено Национальным приложением Великобритании [2] .

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения для классификации сечения
  • M cr - упругий критический момент для продольного изгиба при кручении
 
Значения C 1 и для различных моментов (нагрузка не дестабилизирует)


Выражение для оценки M cr не приводится в BS EN 1993-1-1 [1] , однако методы, которые позволяют определить M cr , включают:

Метод 1

В документе NCCI SN003 приведены соответствующие выражения для расчета M cr .Для недестабилизирующих нагрузок и для двухсимметричных участков, например UB и UC:

где:

  • E , G - свойства материала
  • I z , I t , I w - это свойства сечения, полученные из SCI P363 (Синяя книга)
  • L - длина продольного изгиба стержня
  • C 1 - коэффициент, который зависит от формы диаграммы изгибающего момента - см. Рисунок справа.

Метод 2

M cr можно определить с помощью программного обеспечения LTBeam.

В качестве альтернативы, M cr может быть определено с использованием инструмента расчета упругого критического момента для продольного изгиба при кручении (M cr ).

Другие (упрощенные) подходы описаны в SCI P362, Раздел 6.3.2.3.

Значение параметра дефекта α LT , соответствующее соответствующей кривой потери устойчивости, дается в таблице ниже, а выбор кривой потери устойчивости - в следующей таблице.

Коэффициенты несовершенства кривых продольного изгиба при кручении
Кривая устойчивости a б c д
Фактор несовершенства α LT 0,21 0,34 0,49 0,76
Рекомендации по выбору боковой кривой кручения
Поперечное сечение Пределы Изгиб
изгиб
Прокат двусимметричных двутавровых и двутавровых профилей
и полые профили горячей обработки
ч / д ≤ 2 б
2 c
ч / ш> 3,1 г
Углы (для моментов в главной главной плоскости) г
Прокат весь прочий горячекатаный г
Гнутые полые профили ч / д ≤ 2 c
2 ≤ h / b <3,1 г

Кривые продольного изгиба при кручении для прокатных профилей показаны на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые продольного изгиба при кручении для сортового проката

Вычислив λ LT и выбрав соответствующую кривую, коэффициент уменьшения χ LT может быть вычислен или определен из справочных таблиц в SCI P362 или с использованием приведенного выше рисунка.

[вверху] Однородные элементы при изгибе и осевом сжатии

Для элементов конструктивных систем проверка сопротивления продольному изгибу дважды симметричных поперечных сечений может проводиться на основе отдельных однопролетных элементов, считающихся вырезанными из системы.Следует учитывать эффекты второго порядка системы качания (эффекты P-Δ) либо с помощью конечных моментов элемента, либо с помощью соответствующих длин продольного изгиба вокруг каждой оси для режима глобального продольного изгиба.

Стержни, которые подвергаются комбинированному изгибу и осевому сжатию, должны удовлетворять:

Где:

  • N Ed , M y, Ed и M z, Ed - расчетные значения силы сжатия и максимальные моменты относительно осей y-y и z-z вдоль элемента, соответственно
  • N b, y, Rd и N b, z, Rd - расчетные сопротивления продольному изгибу элемента относительно большой и малой оси соответственно
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу
  • M cb, z, Rd для секций класса 1 и 2
  • M cb, z, Rd для секций класса 3
  • k yy , k yz , k zy , k zz - это коэффициенты взаимодействия, которые могут быть определены из Приложения A или B к BS EN 1993-1-1 [1] .


Приложение B рекомендуется как более простой подход для ручных расчетов. Использование любого из приложений разрешено Национальным приложением Великобритании [2] .

В некоторых случаях консервативное значение коэффициентов k может быть достаточным для первоначального проектирования. В следующей таблице приведены максимальные значения, основанные на Приложении B к Стандарту, и предполагается, что секции подвержены крутильным деформациям, то есть не полые секции.

k факторов
Фактор взаимодействия Максимальные значения
Класс 3 Классы 1 и 2
k гг C мой × 1.6 C мой × 1,8
к yz к zz 0,6 × k zz
k zy 1,0 1,0
к zz C mz × 1,6 C мГц × 2,4

Уравнения для расчета коэффициентов взаимодействия приведены в SCI P362 Приложение D.В SCI P362 предоставляется серия графиков, на основе которых могут быть определены точные значения факторов взаимодействия в качестве альтернативы расчету.

См. Инструмент для расчета комбинированного сопротивления осевому сжатию и изгибу.

[вверх] Колонны простой конструкции

Расчет колонн простой конструкции основан на документе NCCI SN048, в котором колонна простой конструкции с учетом номинальных изгибающих моментов и осевого сжатия может быть проверена с использованием упрощенных критериев взаимодействия.

См. Инструмент «Столбцы в простом конструктивном дизайне».

[вверх] Список литературы

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Общие правила и правила для зданий, BSI
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 NA согласно BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI
  3. ↑ BS EN 10025-2: 2019 Горячекатаный прокат из конструкционных сталей.Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей BSI.
  4. ↑ BS EN 1993-1-8: 2005. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Дизайн стыков, BSI
  5. ↑ BS EN 1993-1-5: 2006 + A2: 2019. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Металлизированные элементы конструкций. BSI

[вверх] Дополнительная литература

  • LTBeam - это программный инструмент, который имеет дело с упругим "поперечным продольным изгибом балок" при изгибе вокруг их главной оси.
  • Руководство конструктора по металлу, 7-е издание.Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012, главы 14, 15, 16, 17 и 19

[вверх] Ресурсы


Инструменты для проектирования элементов:

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Расчет стержня - SteelConstruction.info

В этой статье описывается проверка стальных элементов, подверженных действию сдвига, изгибающих моментов и осевых сил. Элемент должен обеспечивать соответствующее сопротивление сжатию, растяжению, изгибу и сдвигу.Если элемент подвергается осевой и боковой нагрузке одновременно, потребуются дополнительные проверки требований к сопротивлению, принимая во внимание комбинацию этих эффектов нагрузки.

Конструкция стержня соответствует требованиям, приведенным в BS EN 1993-1-1 [1] . Общий процесс проектирования элементов включает:


SCI P362 составляет основу конструкции стержня, представленной в этой статье, и предоставляет более подробные рекомендации.

[вверх] Частные коэффициенты сопротивления

Частные коэффициенты γ M , которые применяются к различным характеристическим значениям сопротивления в конструкции элемента:


Значения приведены в Национальном приложении Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] .

[наверх] Классификация поперечных сечений

Четыре класса поперечного сечения определены в BS EN 1993-1-1 [1] :

  • Сечения класса 1 - это те поперечные сечения, которые могут образовывать пластмассовый шарнир с возможностью вращения, необходимой для анализа пластичности, без снижения сопротивления.
  • Поперечные сечения класса 2 - это те, которые могут развивать сопротивление пластическому моменту, но имеют ограниченную вращательную способность из-за местного продольного изгиба.
  • Поперечные сечения класса 3 - это те, в которых напряжение в волокне экстремального сжатия стального элемента, предполагающее упругое распределение напряжений, может достигать предела текучести, но местное продольное изгибание предотвращает развитие сопротивления пластическому моменту.
  • Поперечные сечения класса 4 - это те, в которых местное продольное изгибание произойдет до достижения предела текучести в одной или нескольких частях поперечного сечения.


Класс поперечного сечения определяется по Таблице 5.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] , где поперечное сечение классифицируется в соответствии с наивысшим (наименее благоприятным) классом сжатых частей. См. Также SCI P362.

Классификация секций также приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»).SCI P363 дает соотношения осевых нагрузок, где (при возрастающих уровнях осевой нагрузки) сечение становится Классом 3 и Классом 4. Уровень осевой нагрузки, при котором сечение становится Классом 2, не требуется, поскольку те же свойства сечения (общая площадь и пластичность модуль) используются в расчетах сопротивления для секций как класса 1, так и класса 2.

Сечения класса 4 в данной статье не рассматриваются.

[вверху] Сопротивление поперечных сечений

[вверху] Общие

Расчетное значение воздействия воздействия в каждом поперечном сечении не должно превышать соответствующее сопротивление, и если несколько эффектов воздействия действуют одновременно, комбинированный эффект не должен превышать сопротивления для этой комбинации.В качестве консервативного приближения для всех поперечных сечений можно использовать линейное суммирование коэффициентов использования для каждого сопротивления. Для комбинации N Ed , M y, Ed и M z, Ed этот метод может применяться с использованием следующих критериев:

N Rd , M y, Rd и M z, Rd - расчетные значения сопротивления в зависимости от классификации поперечного сечения и включая любое уменьшение, которое может быть вызвано сдвигом. эффекты.

В более общем плане, Еврокоды предоставляют конкретные разделы для общих комбинированных эффектов (например, изгиб и сдвиг, изгиб и осевое усилие, а также изгиб, сдвиг и осевое усилие), которые следует использовать вместо этого упрощенного подхода.

[вверху] Прочность материала

В соответствии с Национальным приложением Великобритании к BS-EN 1993-1-1 [2] , предел текучести f y и предел прочности f u должны быть взяты из стандарта на продукцию, а не из таблицы 3 .1 стандарта проектирования. Более того, если в стандарте на продукцию указан диапазон предельной прочности, следует использовать наименьшее значение. Предел текучести и предел прочности для горячекатаных стальных конструкций приведены в BS EN 10025-2 [3] .

[вверх] Свойства раздела

[вверху] Поперечное сечение

Характеристики полного поперечного сечения следует определять с использованием номинальных размеров. Отверстия для крепежных элементов вычитать не нужно, но следует сделать поправку на отверстия большего размера.Материалы для сращивания не должны быть включены.

[вверху] Секции сетки

Чистую площадь поперечного сечения следует принимать как общую площадь за вычетом соответствующих вычетов для всех отверстий и других отверстий. Для расчета свойств сечения нетто для одного отверстия под крепеж следует вычесть общую площадь поперечного сечения отверстия в плоскости его оси. Для отверстий с потайной головкой следует сделать соответствующий припуск на потайную часть.

[верх] Напряжение

Расчетное значение силы натяжения Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Для секций без отверстий расчетное сопротивление растяжению Н т, Rd следует принимать как расчетное пластическое сопротивление полного поперечного сечения:

где

  • A - это полное поперечное сечение


Для секций с отверстиями расчетное сопротивление растяжению N t, Rd следует принимать как меньшее из следующих значений:

Для углов, соединенных через одну ногу, см. BS EN 1993-1-8 [4] , пункт 3.10.3.

Аналогичное внимание следует уделить и другим типам секций, соединенных через выступы.

[вверху] Сжатие

Расчетное значение силы сжатия Н Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Расчетное сопротивление поперечного сечения на равномерное сжатие N c, Rd следует определять следующим образом:

для сечений класса 1, 2 или 3

Классификация секций приведена в таблицах сопротивлений, таких как SCI P363 («Синяя книга»).

Для элементов равномерного поперечного сечения при осевом сжатии почти всегда определяется расчетное сопротивление продольному изгибу, Н, b, Rd .

Инструмент расчета сопротивления сжатию

[вверху] Гибка

Расчетное значение изгибающего момента M Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

Где расчетное сопротивление изгибу вокруг одной главной оси поперечного сечения M c, Rd определяется следующим образом:

для сечений класса 1 или 2

для сечений класса 3

и

  • W el, min соответствует волокну с максимальным упругим напряжением.


Для гибки по обеим осям, следующий критерий может использоваться для I и H сечений.

Инструмент для расчета сопротивления изгибу

[верх] Торсион

Балки, подверженные нагрузкам, которые не действуют через точку поперечного сечения, известную как центр сдвига, обычно подвергаются некоторому скручиванию. Для двухсимметричных участков, таких как UB или UC, центр сдвига совпадает с центроидом, в то время как для каналов он расположен на стороне, противоположной центроиду.

Если невозможно избежать кручения, следует использовать жесткую на кручение секцию, например полую. Скручивание открытого участка может быть очень значительным, и его следует учитывать при использовании этого типа профиля.

Дополнительная информация о сопротивлении скручиванию приведена в SCI P385.

[верх] Ножницы

Расчетное значение усилия сдвига V Ed на каждом поперечном сечении должно удовлетворять:

где:

  • V c, Rd - расчетное сопротивление пластическому сдвигу V pl, Rd .


Расчетное сопротивление пластическому сдвигу при отсутствии кручения определяется по формуле:

где:


Для прокатных двутавровых и двутавровых профилей с нагрузкой, параллельной стенке, площадь сдвига A v определяется по формуле:

A v = A -2 b t f + ( t w + 2 r ) t f

Сопротивление сдвигу может быть ограничено продольным изгибом.Для таких ситуаций следует обратиться к BS EN 1993-1-5 [5] . Изгибание при сдвиге редко возникает при работе с горячекатаным профилем.

[вверху] Гибка и сдвиг

При наличии сдвига следует сделать поправку на его влияние на сопротивление изгибу.

Где V Ed <0,5 V pl, Rd влиянием силы сдвига на сопротивление изгибу можно пренебречь, за исключением случаев, когда изгиб при сдвиге снижает сопротивление секции.

Где V Ed ≥ 0,5 V pl, Rd приведенное сопротивление моменту следует принимать как расчетное сопротивление поперечного сечения, рассчитанное с использованием приведенного предела текучести:

(1 - ρ ) f y для площади сдвига, где:

и V pl, Rd рассчитывается, как описано здесь.

[вверху] Изгибающее и осевое усилие

При наличии осевой силы следует учитывать ее влияние на сопротивление пластическому моменту.Для поперечных сечений классов 1 и 2 должны выполняться следующие критерии:

M Ed M N, Rd

где:

  • M N, Rd - расчетное сопротивление пластическому моменту, уменьшенное из-за осевой силы N Ed .


Для двусосимметричных двутавров и двутавров в определенных пределах влиянием осевой силы можно пренебречь. Это описано в разделе 6.2.9 BS EN 1993-1-1 [1] :

Для поперечных сечений класса 3 максимальное продольное напряжение из-за момента и осевой силы с учетом отверстий под крепеж, где это необходимо, не должно превышать f y / γ M0 .

Комбинированный инструмент для расчета сопротивления осевому сжатию и изгибу

[вверху] Изгиб, сдвиг и осевое усилие

Если В Ed ≤ 0,5 В pl, Rd , уменьшение сопротивлений, определенных для изгиба и осевой силы, не требуется.

Если V Ed > 0,5 V pl, Rd , расчетное сопротивление поперечного сечения комбинациям момента и осевого усилия следует рассчитывать с использованием пониженного предела текучести, как указано для изгиба и сдвига. .

[вверх] Сопротивление продольному изгибу элементов

[вверху] Унифицированные элементы в сжатии

BS EN 1993-1-1 [1] охватывает три режима потери устойчивости при осевом сжатии:

  • Изгиб при изгибе (широко известный как изгиб стойки)
  • Изгиб при кручении, который может быть критическим для крестообразных сечений, подверженных осевому сжатию
  • Изгиб при кручении и изгибе, который может быть критичным для асимметричных участков, подверженных осевому сжатию.
[вверху] Устойчивость к изгибу

Компрессионный элемент проверяется на устойчивость к потере устойчивости по соотношению:

где:

  • N Ed - расчетное значение силы сжатия
  • N b, Rd - расчетное сопротивление продольному изгибу элемента сжатия, где:

для поперечных сечений классов 1, 2 и 3, и

  • χ - коэффициент уменьшения для соответствующей формы потери устойчивости


Для осевого сжатия в элементах значение χ для соответствующей безразмерной гибкости определяется из соответствующей кривой потери устойчивости в соответствии с:

но χ ≤ 1

где:

, где α - коэффициент несовершенства.

Безразмерная гибкость определяется:

, где N cr - критическая сила упругости для соответствующей формы потери устойчивости.

Для каждого вида потери устойчивости определяется значение N cr .

Открытые секции (UB, UC) (би-симметричные секции) не подвержены продольному изгибу при кручении. Открытые секции действительно демонстрируют изгиб при кручении, но для любой заданной длины изгиб при изгибе по малой оси имеет решающее значение. SCI P363 (Синяя книга) обеспечивает сопротивление продольному изгибу при изгибе как по оси, так и сопротивление продольному изгибу.

Для углов эффективная гибкость должна быть рассчитана по Приложению BB.1.2 стандарта BS EN 1993-1-1 [1] . Аналогичную эффективную гибкость можно рассчитать для каналов, подключенных только через Интернет.

См. Инструмент расчета сопротивления сжатию.

[вверху] Изгиб при изгибе (только)
 
Выбор кривой потери устойчивости при изгибе для поперечного сечения
Британский институт стандартов (BSI) разрешает воспроизводить выдержки из британских стандартов.Никакое другое использование этого материала запрещено. Британские стандарты можно получить в формате PDF или бумажной копии в онлайн-магазине BSI: http://shop.bsigroup.com или обратившись в службу поддержки клиентов BSI только для бумажных копий:
Тел .: +44 (0) 20 8996 9001, электронная почта : [email protected]

Для изгиба или продольного изгиба стойки N cr , нагрузка Эйлера, равна, а безразмерная гибкость определяется по формуле:

для сечений классов 1, 2 и 3, где:

  • L cr - длина продольного изгиба по рассматриваемой оси
  • i - радиус вращения вокруг соответствующей оси, определяемый с использованием свойств общего поперечного сечения
  • λ 1 = 86 для стали марки С275
  • λ 1 = 76 для стали марки S355


Коэффициент дефекта α , соответствующий соответствующей кривой потери устойчивости, получен из приведенной ниже таблицы.Выбор кривой потери устойчивости указан в таблице справа.

Коэффициенты несовершенства кривых потери устойчивости при изгибе
Кривая устойчивости a б с г
Фактор несовершенства α 0,21 0,34 0,49 0,76

Значение × может быть вычислено или может быть получено из графика или таблицы.Графическое представление показано на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые потери устойчивости для χ

[наверх] Элементы форменные при гибке

[вверху] Сопротивление продольному изгибу при кручении

Неограниченный в боковом направлении элемент, подверженный изгибу по главной оси, проверяется на устойчивость к продольному изгибу при кручении по соотношению:

где:

  • M Ed - расчетное значение момента
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу.


Балки с достаточным ограничением сжатия фланца не подвержены продольному изгибу при кручении.

Расчетное сопротивление продольному изгибу балки без фиксации в поперечном направлении определяется по формуле:

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения следующим образом:
  • χ LT - коэффициент уменьшения продольного изгиба при кручении.


См. Инструмент расчета сопротивления изгибу.

[вверх] Коэффициент уменьшения бокового продольного изгиба проката при кручении

Для прокатных профилей постоянного поперечного сечения при изгибе значение χ LT для соответствующей безразмерной гибкости LT определяется из:

но χ LT ≤ 1

где:

Для сортового проката:


Использование этих значений одобрено Национальным приложением Великобритании [2] .

где:

  • W y - соответствующий модуль упругости сечения для классификации сечения
  • M cr - упругий критический момент для продольного изгиба при кручении
 
Значения C 1 и для различных моментов (нагрузка не дестабилизирует)


Выражение для оценки M cr не приводится в BS EN 1993-1-1 [1] , однако методы, которые позволяют определить M cr , включают:

Метод 1

В документе NCCI SN003 приведены соответствующие выражения для расчета M cr .Для недестабилизирующих нагрузок и для двухсимметричных участков, например UB и UC:

где:

  • E , G - свойства материала
  • I z , I t , I w - это свойства сечения, полученные из SCI P363 (Синяя книга)
  • L - длина продольного изгиба стержня
  • C 1 - коэффициент, который зависит от формы диаграммы изгибающего момента - см. Рисунок справа.

Метод 2

M cr можно определить с помощью программного обеспечения LTBeam.

В качестве альтернативы, M cr может быть определено с использованием инструмента расчета упругого критического момента для продольного изгиба при кручении (M cr ).

Другие (упрощенные) подходы описаны в SCI P362, Раздел 6.3.2.3.

Значение параметра дефекта α LT , соответствующее соответствующей кривой потери устойчивости, дается в таблице ниже, а выбор кривой потери устойчивости - в следующей таблице.

Коэффициенты несовершенства кривых продольного изгиба при кручении
Кривая устойчивости a б c д
Фактор несовершенства α LT 0,21 0,34 0,49 0,76
Рекомендации по выбору боковой кривой кручения
Поперечное сечение Пределы Изгиб
изгиб
Прокат двусимметричных двутавровых и двутавровых профилей
и полые профили горячей обработки
ч / д ≤ 2 б
2 c
ч / ш> 3,1 г
Углы (для моментов в главной главной плоскости) г
Прокат весь прочий горячекатаный г
Гнутые полые профили ч / д ≤ 2 c
2 ≤ h / b <3,1 г

Кривые продольного изгиба при кручении для прокатных профилей показаны на рисунке ниже, взятом из SCI P362.

 

Кривые продольного изгиба при кручении для сортового проката

Вычислив λ LT и выбрав соответствующую кривую, коэффициент уменьшения χ LT может быть вычислен или определен из справочных таблиц в SCI P362 или с использованием приведенного выше рисунка.

[вверху] Однородные элементы при изгибе и осевом сжатии

Для элементов конструктивных систем проверка сопротивления продольному изгибу дважды симметричных поперечных сечений может проводиться на основе отдельных однопролетных элементов, считающихся вырезанными из системы.Следует учитывать эффекты второго порядка системы качания (эффекты P-Δ) либо с помощью конечных моментов элемента, либо с помощью соответствующих длин продольного изгиба вокруг каждой оси для режима глобального продольного изгиба.

Стержни, которые подвергаются комбинированному изгибу и осевому сжатию, должны удовлетворять:

Где:

  • N Ed , M y, Ed и M z, Ed - расчетные значения силы сжатия и максимальные моменты относительно осей y-y и z-z вдоль элемента, соответственно
  • N b, y, Rd и N b, z, Rd - расчетные сопротивления продольному изгибу элемента относительно большой и малой оси соответственно
  • M b, Rd - расчетный момент сопротивления продольному изгибу
  • M cb, z, Rd для секций класса 1 и 2
  • M cb, z, Rd для секций класса 3
  • k yy , k yz , k zy , k zz - это коэффициенты взаимодействия, которые могут быть определены из Приложения A или B к BS EN 1993-1-1 [1] .


Приложение B рекомендуется как более простой подход для ручных расчетов. Использование любого из приложений разрешено Национальным приложением Великобритании [2] .

В некоторых случаях консервативное значение коэффициентов k может быть достаточным для первоначального проектирования. В следующей таблице приведены максимальные значения, основанные на Приложении B к Стандарту, и предполагается, что секции подвержены крутильным деформациям, то есть не полые секции.

k факторов
Фактор взаимодействия Максимальные значения
Класс 3 Классы 1 и 2
k гг C мой × 1.6 C мой × 1,8
к yz к zz 0,6 × k zz
k zy 1,0 1,0
к zz C mz × 1,6 C мГц × 2,4

Уравнения для расчета коэффициентов взаимодействия приведены в SCI P362 Приложение D.В SCI P362 предоставляется серия графиков, на основе которых могут быть определены точные значения факторов взаимодействия в качестве альтернативы расчету.

См. Инструмент для расчета комбинированного сопротивления осевому сжатию и изгибу.

[вверх] Колонны простой конструкции

Расчет колонн простой конструкции основан на документе NCCI SN048, в котором колонна простой конструкции с учетом номинальных изгибающих моментов и осевого сжатия может быть проверена с использованием упрощенных критериев взаимодействия.

См. Инструмент «Столбцы в простом конструктивном дизайне».

[вверх] Список литературы

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Общие правила и правила для зданий, BSI
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 NA согласно BS EN 1993-1-1: 2005 + A1: 2014, Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций Общие правила и правила для зданий, BSI
  3. ↑ BS EN 10025-2: 2019 Горячекатаный прокат из конструкционных сталей.Технические условия поставки нелегированных конструкционных сталей BSI.
  4. ↑ BS EN 1993-1-8: 2005. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Дизайн стыков, BSI
  5. ↑ BS EN 1993-1-5: 2006 + A2: 2019. Еврокод 3: Проектирование металлоконструкций. Металлизированные элементы конструкций. BSI

[вверх] Дополнительная литература

  • LTBeam - это программный инструмент, который имеет дело с упругим "поперечным продольным изгибом балок" при изгибе вокруг их главной оси.
  • Руководство конструктора по металлу, 7-е издание.Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012, главы 14, 15, 16, 17 и 19

[вверх] Ресурсы


Инструменты для проектирования элементов:

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Классификация поперечного сечения - Проектирование стальных конструкций Вопросы и ответы

Этот набор вопросов и ответов для проектирования стальных конструкций с множественным выбором (MCQ) посвящен «классификации поперечных сечений».

1.Какой из следующих факторов учитывается при классификации поперечного сечения?
a) место, где используется стержень
b) отношение ширины к толщине
c) длина стержня
d) сейсмическая сила
Просмотр ответа

Ответ: b
Пояснение: поперечное сечение классифицируется на четыре группы поведения в зависимости от предел текучести материала, отношение ширины к толщине отдельных компонентов (например, стенок и фланцев) в поперечном сечении, а также способ нагружения.

2.Что такое пластиковая секция?
a) поперечное сечение, которое может создавать пластический момент
b) поперечное сечение, которое может противостоять сейсмической силе
c) поперечное сечение, в котором может возникнуть коробление
d) поперечное сечение, в котором могут образовываться пластиковые петли
Посмотреть ответ

Ответ: d
Объяснение : Пластмассовые секции или секции класса I представляют собой поперечные сечения, которые могут образовывать пластмассовые петли и иметь способность вращения, необходимую для разрушения конструкции за счет образования пластичного механизма.

3. Что такое компактная секция?
a) поперечное сечение, которое может создавать сопротивление пластическому моменту
b) поперечное сечение, которое может противостоять сейсмической силе
c) поперечное сечение, в котором может возникнуть потеря устойчивости
d) поперечное сечение, которое может образовывать пластиковые петли
Посмотреть ответ

Ответ: a
Пояснение: Компактные сечения или сечения класса II - это поперечные сечения, которые могут развивать сопротивление пластическому моменту, но имеют недостаточную способность вращения пластикового шарнира из-за местного коробления.

4. Что такое полукомпактная секция?
a) поперечное сечение, которое может создавать сопротивление пластическому моменту
b) поперечное сечение, которое может противостоять сейсмической силе
c) поперечное сечение, в котором упруго рассчитанное напряжение в волокне экстремального сжатия может достигать предела текучести
d) поперечное сечение, в котором могут образовываться пластиковые петли
Посмотреть ответ

Ответ: c
Пояснение: Полукомпактные сечения или сечения класса III - это поперечные сечения, в которых упруго рассчитанное напряжение в стальном волокне при экстремальном сжатии может достигать предела текучести.

5. Что такое стройная секция?
a) поперечное сечение, которое может создавать сопротивление пластическому моменту
b) поперечное сечение, которое может противостоять сейсмической силе
c) поперечное сечение, в котором упруго рассчитанное напряжение в волокне с экстремальным сжатием может достигать предела текучести
d) поперечное сечение, в котором будет происходить локальная потеря устойчивости до предела текучести
Посмотреть ответ

Ответ: d
Пояснение: Узкое сечение или сечение класса IV - это поперечное сечение, в котором локальная потеря устойчивости возникает еще до того, как напряжение текучести будет достигнуто в одной или нескольких частях поперечного сечения.

6. Что из следующего является правильным в отношении секции класса I?
a) Они не полностью эффективны при чистом сжатии
b) Они способны достигать и поддерживать полный пластический момент при изгибе
c) Они не способны достигать и поддерживать полный пластический момент при изгибе
d) Они не обладают достаточным пластичность
Посмотреть ответ

Ответ: b
Объяснение: Профили класса I полностью эффективны при чистом сжатии и способны достигать и сохранять полный пластический момент при изгибе и, следовательно, используются в пластических конструкциях.Эти участки будут обладать достаточной пластичностью.

7. Совместите следующую расчетную моментную нагрузку с классами поперечного сечения

.
 Поперечное сечение Расчетный момент нагрузки
                       i) Компактный A) Md = Zpfy
                      ii) Полукомпактный B) Md 


 

a) i - B, ii - C, iii - A, iv - B
b) i - A, ii - B, iii - C, iv - B
c) i - A, ii - C, iii - A , iv - B
d) i - C, ii - C, iii - A, iv - B
Просмотр ответа

Ответ: c
Пояснение: Расчетный момент M d каждого из четырех классов поперечного сечения может рассчитывается следующим образом: i) пластик - M d = Z p f y , ii) компактный - M d = Z p f y , iii) полукомпактный - M d = Z e f y , iv) Стройный - Md e f y , где Z p = модуль пластичности, Z e = модуль упругости.

8. Какое из следующих утверждений верно?
a) Внутренние элементы - это элементы, прикрепленные по обоим продольным краям к другим элементам
b) Выступающие элементы - это элементы, прикрепленные вдоль обоих продольных краев к другим элементам
c) Выступающие элементы - это элементы, которые свободны по обоим краям
d) Внутренние элементы элементы, которые свободны по обоим краям
Посмотреть ответ

Ответ: a
Пояснение: Внутренние элементы - это элементы, прикрепленные вдоль обеих продольных кромок к другим элементам или к продольным ребрам жесткости, соединенным с подходящими интервалами с поперечными ребрами жесткости, соединенными с соответствующими интервалами с поперечными ребрами жесткости ( е.грамм. стенка двутавров и полка и стенка коробчатых профилей). Выступающие элементы прикреплены только вдоль одной из продольных кромок к соседнему элементу, при этом другая кромка может свободно смещаться вне плана (например, выступ фланца двутаврового сечения, шток таврового сечения, полка углового сечения).

Sanfoundry Global Education & Learning Series - Проектирование стальных конструкций.

Чтобы практиковаться во всех областях проектирования стальных конструкций, представляет собой полный набор из 1000+ вопросов и ответов с несколькими вариантами ответов .

Примите участие в конкурсе сертификации Sanfoundry, чтобы получить бесплатную Почетную грамоту. Присоединяйтесь к нашим социальным сетям ниже и будьте в курсе последних конкурсов, видео, стажировок и вакансий!

Способность принимать решения для участия в исследованиях среди наркозависимых: перекрестное исследование | BMC Medical Ethics

Мы считаем это исследование важным, потому что оно первое, в котором конкретно оценивается способность давать согласие на исследование среди людей с SUD с помощью стандартизированного инструмента, такого как MacCAT-CR.Большинство людей, которым был поставлен диагноз SUD в нашем опросе, смогли дать согласие на исследование, мы не обнаружили статистически значимых различий между NPC и группами SUD с точки зрения способности давать согласие на исследование.

Пациенты с SUD показали худшие результаты по параметрам MacCAT-CR, особенно по параметрам понимания и признательности. Учитывая контекстуальный характер способности принимать решения, а также характеристики интервью MacCAT-CR, сравнение результатов по всем исследованиям довольно сложно.Шкала не обеспечивает пороговых баллов, а также не существует алгоритма категориального определения дееспособности или нетрудоспособности. Существует общее мнение, что по мере увеличения степени риска желателен более высокий уровень производительности. Это уместно, поскольку исследования различаются по уровню риска и соотношению риск / польза. Следовательно, не существует определенного уровня способностей, который представлял бы адекватные способности во всех обстоятельствах [35]. Средние уровни баллов MacCAT-CR широко варьируются в зависимости от различных заболеваний.Средний общий балл «Понимание» в нашей группе SUD составил 20,1 балла; и 5,0 балла по параметру Reasoning. Мы не нашли предыдущих исследований производительности SUD и MacCAT-CR для сравнения. Наши результаты необходимо будет изучить в будущих исследованиях.

Реакция наркозависимых людей на наркотики и степень нарушений, с которыми они сталкиваются, сильно различаются. Как предполагает литература, нарушения могут различаться в зависимости от типа злоупотребляемого наркотика, пути введения, тяжести зависимости, уровня толерантности и количества времени, прошедшего с момента последнего употребления наркотиков [12, 36].Неожиданно мы не обнаружили существенных различий между группами SUD в нашем исследовании с точки зрения недостатка возможностей. Ограниченное количество пациентов, включенных в каждую группу SUD, могло быть одним из объяснений этих результатов.

Лицо, не воздерживающееся от наркотиков, может проводить значительное время между периодами острой интоксикации и абстиненции, когда у него нет серьезных когнитивных нарушений. Следовательно, зависимость может повлиять на способность зависимых людей дать согласие на исследование только у некоторых людей и в некоторых ситуациях.Это нарушение не является абсолютным и не всегда наблюдается у всех людей при любых обстоятельствах. Неразумно предполагать, что принятие решений у наркозависимых настолько ослаблено, что лишает их автономии [18].

В настоящем исследовании мы обнаружили связь между уровнем образования и умственными способностями. Это может быть связано с некоторыми факторами, такими как снижение когнитивных функций [37]. Хроническое употребление наркотиков, вызывающих зависимость, может вызвать значительный когнитивный дефицит, который может снизить способность зависимого человека дать осознанное согласие.Тем не менее, хотя сравнение абсолютных уровней в разных исследованиях затруднительно, важность когнитивных функций в способности принимать решения является очень последовательным выводом при множественных расстройствах [37].

Наши результаты показывают, что мужчины чаще страдают от недостатка дееспособности, чем пациенты женского пола. Хотя гендер, как правило, имеет незначительное очевидное влияние на когнитивные задачи [38], мы не знаем конкретных исследований о влиянии пола на способность принимать решения в исследованиях. В одном исследовании изучали уровень работоспособности женщин с большой депрессией в отношении способности принимать решения, оцениваемой MacCAT-CR, но они не включали участников мужского пола для сравнения результатов с [39].В нашем исследовании, когда рассматриваются другие переменные, связанные с нетрудоспособностью при многомерном анализе, пол больше не оказывает значительного влияния на вероятность быть дееспособным.

Умственные способности также однозначно связаны в нашем исследовании с жизненным статусом. Люди, которые живут со своими родителями или в учреждении, чаще страдают от недостатка возможностей, чем те, кто живет один или со своими семьями, хотя мы не подтвердили эту связь в модели логистической регрессии.Как предполагается в литературе, статус жизни может быть связан с отсутствием способности: учитывая, что уровень функциональности соответствует компетенции, возможно ли, что жизнь в одиночестве отражает функциональность [40]. Хроническое употребление наркотиков может вызвать значительный когнитивный дефицит, который может снизить способность зависимых людей заботиться о себе или жить самостоятельно, поэтому людям с SUD труднее достичь эмансипации.

Большинство пациентов в нашем исследовании также страдают психическим расстройством. В испанских службах по злоупотреблению психоактивными веществами до 70% пациентов страдают коморбидными психическими расстройствами [41].У этих пациентов с двойным диагнозом может быть двойной дефицит способности принимать решения - усугубленный нарушенной реакцией на краткосрочные и долгосрочные выгоды и потери, а также вторичный по отношению к когнитивным нарушениям, связанным с психическими расстройствами, которые могут повлиять на процесс принятия решений [19]. Однако в нашем исследовании мы не обнаружили существенных различий между пациентами с двойным диагнозом и без него с точки зрения недостаточной дееспособности. Эти результаты необходимо будет изучить в дальнейших исследованиях.

Серьезность симптомов, измеренная по шкалам GAF и CGI, была связана с отсутствием возможностей в этом исследовании.Наши результаты показывают, что серьезность двойного диагноза, измеряемая по более низкому социальному функционированию, может быть фактором в процессе принятия решения.

Только одна из рассмотренных переменных осталась независимо связанной с недееспособностью при многомерном анализе: когнитивное состояние. Эти результаты показывают, что когнитивные способности необходимо учитывать при оценке способностей, независимо от группы, как это предлагается в литературе [37].

Наши результаты подчеркивают важность оценки способности участников исследования дать согласие.Широко распространено мнение, что субъекты считаются компетентными, если не может быть доказано иное, участвовать в процессе получения информированного согласия. Если участники не полностью понимают процедуры, на которые они соглашаются, следует применять меры предосторожности для их защиты, но мы утверждаем, что эти меры предосторожности должны быть адаптированы на основе возможностей, а не диагнозов. Мнение о том, что зависимые люди неспособны дать свободное информированное согласие в силу своей зависимости, в случае принятия значительно затруднит исследования по вопросам зависимости и, следовательно, разработку и оценку новых методов лечения, которые могут принести пользу людям с зависимостью.Это было бы не только нарушением принципа справедливости (равное распределение результатов исследований), но и могло бы привести к худшим результатам для зависимых людей и общества [18]. Такой подход к людям с SUD вызывает этические опасения относительно уважения принципа автономии. Ужесточение ограничений на исследования с участием людей с SUD, независимо от их благих намерений, может отражать и усиливать стигматизацию этих людей. Помимо диагноза, были определены другие наборы факторов, влияющих на определение возможностей процесса: контекст риска, а также знания и характеристики тех, кто выносит суждение о способности принимать решения [36, 42].Оценщику, который придает большее значение защите человека от потенциального вреда, может, для любого данного сценария риска и пользы, потребоваться более высокий порог способностей, чем другому оценщику, который склонен к тому, чтобы позволить человеку определять его или ее собственный курс. . Эта явно повышенная чувствительность к защите человека в исследовании SUD может переоценить уязвимость участников исследования SUD.

Оценка компетентности должна рассматриваться как связанная с риском и связанная с задачей: конкретное суждение в определенный момент о способности одного человека выполнить конкретную задачу.Применение этой модели имеет значение для разработки протокола исследования, особенно когда устанавливаются стандарты компетентности [36]. Например, необходимо, чтобы исследователи высказали априорное суждение о том, что составляет минимально адекватное понимание конкретного протокола исследования. Порог для нахождения человека, способного принимать решения, должен варьироваться в зависимости от связанных с этим рисков и преимуществ (т.е., когда ставки выше, необходим более высокий уровень способностей).

Как показали наши результаты, непонимание процесса информированного согласия может возникать как в клинической популяции, так и в NPC, поэтому мы утверждаем, что рутинная оценка способности принимать решения в исследованиях с более чем минимальным риском может быть разумной. Таким образом, такой скрининг одинаково уместен, когда пациенты болеют физически, как и когда они психически больны: нет никаких доказательств, подтверждающих вывод о единой способности или неспособности принимать решения на основе конкретного диагноза [43].

Ограничения

Существует ряд ограничений, которые следует учитывать при интерпретации результатов. Во-первых, наше исследование проводилось в городских условиях и было ограничено ограниченным числом амбулаторных пациентов, что может ограничивать обобщение результатов. Дальнейшие исследования необходимы для оценки наших результатов в других условиях и группах участников. Исследования с более крупными размерами выборки также позволили бы исследователям проводить множественный регрессионный анализ с большим количеством независимых переменных, чтобы подтвердить все одномерные ассоциации в модели логистической регрессии.

Второе ограничение возникает из-за происхождения данных поперечного сечения. Представленные здесь результаты не позволяют нам изучить изменения в способностях, связанных с согласием, с течением времени, а также выявить предикторы изменений. Следовательно, следует провести проспективные исследования SUD и способности дать согласие на исследование, чтобы выявить тех людей, которым могут потребоваться меры безопасности, разработанные для защиты их прав.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *