Расчет стального профилированного настила
Обновлено: 03.05.2024
6.1 Прочность и жесткость (прогиб) профилированных настилов при поперечном изгибе проверяются по методике, приведенной в п.п. 6.2 и 6.3.
Таблица 2 - Обозначение профиля для настилов и их геометрические характеристики
Таблица 1 - Стандартные типы профилированных настилов
| Обозначение профиля | Размеры заготовки, мм | Поперечное сечение профиля | Масса т 1 м 2 , кг | Удельная металлоемкость, кг/кН | |
| Ширина | Толщина, t | ||||
| НС35-1000 | 1250 | 0,6 | 6,4 | 4,3 | |
| 0,7 | 7,4 | 4,3 | |||
| 0,8 | 8,4 | 4,2 | |||
| РС44-1000 | 1400 | 0,7 | 8,3 | 3,3 | |
| 0,8 | 9,4 | 3,3 | |||
| Н57-750 | 1100 | 0,6 | 7,5 | 3,3 | |
| 0,7 | 8,7 | 3,3 | |||
| 0,8 | 9,8 | 2,7 | |||
| Н60-845 | 1250 | 0,7 | 8,8 | 3,8 | |
| 0,8 | 9,9 | 3,1 | |||
| 0,9 | 11,1 | 2,6 | |||
| Н75-750 | 1250 | 0,7 | 9,8 | 2,1 | |
| 0,8 | 11,2 | 2,1 | |||
| 0,9 | 12,5 | 2,0 | |||
| Н114-750 | 1400 | 0,8 | 12,5 | 2,1 | |
| 0,9 | 14,0 | 2,1 | |||
| 1,0 | 15,4 | 2,1 | |||
| Н114-600 | 1250 | 0,8 | 14,0 | 2,3 | |
| 0,9 | 15,6 | 2,3 | |||
| 1,0 | 17,2 | 2,3 | |||
| Примечание - Удельная металлоемкость настилов определялась как отношение их массы т к расчетной предельной нагрузке q на 1 м. 2 площади настила. Нагрузка q в данном случае рассчитывалась для неразрезного двухпролетного настила с пролетами по 3 м при высоте гофров не более 75 мм или с пролетами 4 м при высоте гофров 114мм (приложение А) | |||||
| Обозначение профиля | Размеры сечения, мм | Площадь сечения А, см 2 | Масса 1м длины профиля, кг | Справочные величины на 1 м ширины настила при сжатых полках | ||||||
| t | h | узких | широких | |||||||
| момент инерции Ix, см 4 | момент сопротивления, см 3 | момент инерции Iх, см 4 | момент сопротивления, см 3 | |||||||
| Wx1 | Wx2 | Wx1 | Wx2 | |||||||
| НС35-1000-0,6 | 0,6 | 35 | 6,6 | 5,6 | 23,3 | 10,5 | 13,0 | 22,3 | 9,8 | 9,4 |
| НС35-1000-0,7 | 0,7 | 35 | 7,7 | 6,5 | 27,1 | 12,2 | 15,1 | 27,1 | 11,8 | 12,1 |
| НС44-1000-0,7 | 0,7 | 44 | 9,8 | 8,3 | 32,9 | 13,4 | 16,8 | 32,9 | 13,0 | 13,6 |
| Н57-750-0,7 | 0,7 | 57 | 7,7 | 6,5 | 53,8 | 14,8 | 21,1 | 53,8 | 16,4 | 19,7 |
| Н57-750-0,8 | 0,8 | 57 | 8,8 | 7,4 | 61,2 | 17,9 | 24,4 | 61,2 | 18,9 | 24,0 |
| Н60-845-0,7 | 0,7 | 60 | 8,8 | 7,4 | 62,1 | 14,6 | 24,4 | 59,1 | 16,5 | 18,7 |
| Н60-845-0,8 | 0,8 | 60 | 10,0 | 8,4 | 70,6 | 17,7 | 28,1 | 69,9 | 19,0 | 22,7 |
| НбО-845-0,9 | 0,9 | 60 | 11,3 | 9,3 | 79,0 | 20,9 | 31,8 | 78,7 | 21,5 | 27,0 |
| Н75-750-0,8 | 0,8 | 75 | 10,0 | 8,4 | 114,9 | 25,8 | 32,2 | 114,9 | 28,5 | 33,1 |
| Н75-750-0,9 | 0,9 | 75 | 11,3 | 9,3 | 129,6 | 30,2 | 37,6 | 129,6 | 31,6 | 38,0 |
| Н114-750-0,8 | 0,8 | 114 | 11,2 | 9,4 | 307,9 | 51,2 | 57,1 | 307,9 | 51,2 | 57,1 |
| Н114-750-0,9 | 0,9 | 114 | 12,6 | 10,5 | 345,2 | 57,4 | 64,0 | 345,2 | 57,4 | 64,0 |
| Н114-750-1,0 | 1,0 | 114 | 14,0 | 11,7 | 383,6 | 63,8 | 71,1 | 383,6 | 63,8 | 71,1 |
| Н114-600-0,8 | 0,8 | 114 | 10,0 | 8,4 | 320,9 | 53,3 | 59,7 | 320,9 | 52,4 | 55,8 |
| Н114-600-0,9 | 0,9 | 114 | 11,3 | 9,3 | 361,0 | 60,0 | 67,2 | 361,0 | 59,6 | 65,9 |
| Н114-600-1,0 | 1,0 | 114 | 12,5 | 10,3 | 405,4 | 67,6 | 75,0 | 405,4 | 67,6 | 75,0 |
6.2 Прочность изгибаемого настила следует проверять по формуле:
где М - расчетное значение изгибающего момента в рассматриваемом сечении;
Wmin - минимальный расчетный момент сопротивления в рассматриваемом сечении, принимаемый по таблице 2;
Ry - расчетное сопротивление стали при изгибе;
γn - коэффициент надежности по назначению.
6.3 Прогиб настила ƒр от нормативной нагрузки, определяемый как для балки с моментом инерции Ix по таблице 2, следует проверять по формуле:
ƒp ≤ 1 / 150 или 1 / 200 • L, (2)
где L - расчетный пролет настила.
6.4 Устойчивость стенок гофров над средними опорами неразрезного настила высотой не более 60 мм проверяется по формуле:
где σ - нормальное напряжение от изгиба, определяемое по формуле (1);
σlok - местное напряжение от реакции средней опоры, определяемое по формуле (4);
σо - нормальное критическое напряжение, определяемое по формуле (5);
σcr - местное критическое напряжение, определяемое по формуле (6);
т = 1 - при опирании настила на прогон из двутавра, двух швеллеров или гнутосварного замкнутого профиля;
т = 0,9 - при опирании настила на прогон из одиночного швеллера;
где Bo - опорная реакция на одну стенку гофра;
z - ширина расчетного участка стенки гофра, равная b = 2r, но не более 1,5 h;
b - ширина полки прогона или другого элемента несущих конструкций покрытия, на который опирается настил;
r - радиус сопряжения стенок гофров с полками профиля;
где ko - коэффициент, зависящий от характера напряжений в участке и принимаемый по таблице 3;
ko1 - коэффициент, определяемый по формуле (7);
ho = h - 2(r + t) - bрасчетная высота гофра.
Таблица 3 - Коэффициенты А и ko для расчета настила
| Обозначение профиля | А | ko |
| НС35-1000-0,6 | 21,6 | 3,57 |
| НС35-1000-0,7 | 25,3 | 3,55 |
| НС44-1000-0,7 | 24,8 | 3,66 |
| Н57-750-0,7 | 23,2 | 3,09 |
| Н57-750-0,8 | 26,6 | 3,19 |
| НбО-845-0,7 | 22,9 | 2,94 |
| Н60-845-0,8 | 26,2 | 2,91 |
| Н60-845-0,9 | 29,6 | 2,97 |
где Ry - в МПа;
A - коэффициент, зависящий от размеров сечения стенки и определяемый по таблице 3;
k - коэффициент, определяемый по таблице 4 в зависимости от ширины опоры настила при условии, что b ≤ (1,5h – 2r);
Примечание - В интервале между значениями, приведенными в таблице, коэффициент k определяется линейной интерполяцией.
Если или , то принимается ko1 = 1,0.
6.5 При проверке устойчивости стенок ступенчатого поперечного сечения в гофрах неразрезного профилированного настила уступ на стенке рассматривается как продольное ребро эквивалентной жесткости (рисунок 1).
а - расчетная нагрузка на гофр;
б - уступ на стенке гофра (1), рассматриваемый, как ребро жесткости (2);
в - расчетные участки стенки.
Рисунок 1 - Расчетная схема ступенчатой стенки гофра при проверке ее местной устойчивости
6.6 Продольное ребро жесткости в виде уступа делит стенку гофра на два расчетных отсека, высоты которых ho1 и ho2 равны расстояниям от выкружек уступа соответственно до нижней и верхней полок настила (рисунок 1 в).
Устойчивость каждого из отсеков стенки в надопорных зонах настила считается обеспеченной, если выполняются условия:
где ho - наибольшая по условиям устойчивости ширина сжатоизогнутой пластины, зависящая от значения коэффициента α, определяемого по формулам:
- наибольшее сжимающее напряжение в отсеке 1, принимаемое со знаком «плюс»;
- напряжение, соответствующее σс у противоположной расчетной границы отсека;
y - расстояние от опорной полки гофра до горизонтальной оси уступа на стенке, принимаемое по ГОСТ 24045-94;
Wx1 Wx2 - моменты сопротивления сечения настила, принимаемые по таблице 2;
σt - наибольшее растягивающее напряжение в надопорном сечении настила, принимаемое со знаком "минус".
При α ≤ 0,5 значение hо определяется по формуле:
(здесь σс - в МПа). (8)
При α ≥ 1,0 значение hо определяется по формуле:
где γ - коэффициент, учитывающий местное смятие и определяемый по формуле:
γ = 0,42(2α - 1)σlok / σс, (10)
β - коэффициент, зависящий от характера напряжений в надопорном сечении стенки и определяемый по формуле:
здесь τо = τ1 - среднее касательное напряжение в отсеке 1, определяемое по формуле:
τo = τ2 - среднее касательное напряжение в отсеке 2, определяемое по формуле:
В интервале 0,5 < α < 1,0 значение hо определяется линейной интерполяцией между значениями hо при α = 0,5 и α = 1,0.
Если hо1, > hо или hо2 > hо, устойчивость стенок гофров считается не обеспеченной и расчетную нагрузку на настил следует уменьшить.
Как рассчитать профилированнй лист покрытия на сосредоточенную монтажную нагрузку
Есть кровля навеса из профилированного настила НС35x0,7. Шаг опор 1,9м. Вопрос в следующем: при расчете профилированного настила на постоянные и временные нагрузки (снеговые - 120кг/м2) - сечения проходит, принимаю расчетные характеристики на 1м ширины профилированного листа и считаю без проблем. Ну как посчитать профилированный лист на сосредоточенную монтажную нагрузку (от веса монтажника или нескольких монтажников). Ведь данная нагрузка не будет распределяться на 1 м ширины листа. Тогда вопрос на сколько? Какую ширину листа вырезать для расчета на монтажную нагрузку?
С нагрузкой понятно, но как ее учесть при расчете профилированного настила? Или Вы хотите сказать что вырезать сечение шириной 10см согласно этому пункту?
Если берете просто абстрактную изгибную жесткость листа и применяете её в расчете к балке, то да, берите ширину 10 см.
а расчет на местные устойчивости?
И не только при монтаже. При обслуживании кровли - тоже.
Правда, неизвестно, что скажет заказчик по этому поводу - перемещаться только по подмостям
В моей практике был случай, когда заказчик (мужик под 120 кг) залез на навес, походил по нему.. И кинул предъяву - "он подо мной играет!".
В результате наш гена забесплатно второй слой профлиста укладывал, ибо "я не могу сказать заказчику, что он дурак и неправильно составил тз".
Человек при ходьбе имеет минимальную опору порядка 10-20 см. кв. Или создает нагрузку около от 6 до 12 кг/см кв.
Именно поэтому на кровле с малым уклоном естиь только два выхода- завышать профиль или распределять нагрузку.
А вообще. Конструктору очень желательно знакомиться с реалиями жизни на площадке.
Я понимаю, что соседние гофры тоже включаются в работу. Но как их учесть. Сколько гофр? Какой ширины? На практике я с 35 профлистом на 1,9м ширины между опорами я не встречался, как он будет сеюя вести под веос человека.
Да, никак они не включаются. Идет местное продавливание.
У профнастила, кстати, есть кроме высоты еще и толщина
Вы хотите сказать, что если ширина ноги грубо 10см, нагрузку 100кг от веса человека делим на 2 и прикладываем к балке шириной 10см, не включая в работу соседнюю часть профлиста. А как учитывается толщина профнастила?
Дык вы расскажите, по какой методике считаете. Если моделируете прям лист со всеми гофрами, то это одно - там десятисантиметрового куска не хватит. А если жесткость листа у вас уже давно записана на листочке в виде EI, то какая Вам разница, сколько в этот кусок влезет гофр?
Все, что мог, я уже сказал.
Попытайтесь за методикой увидеть физический смысл.
Какя ширина волны у НС 35? Разве 10 см?
А причем здесь жесткость?? При расчете по прочности нужен момент сопротивления. Шаг гофр 20 см.
Ширину можно принять 20см.
Смотри рекомендации.
Рассчитывать профлист на монтажную нагрузку все равно, что считать тот же профлист как опалубку на момент заливки бетона без подпорок. ИМХО.
Я понимаю, что соседние гофры тоже включаются в работу. Но как их учесть. Сколько гофр? Какой ширины? На практике я с 35 профлистом на 1,9м ширины между опорами я не встречался, как он будет се ю бя вести под веос человека.
СНиПовская площадь 10х10 см подразумевает равномерную распределенность нормативной сосредоточенной нагрузки на этом квадрате, т.е. предназначена для расчета неуязвимых в смысле местной прочности и устойчивости несущих конструкций. Очевидно, такой расчет некорректен для настилов, имеющих гофры размерами меньшими, чем 10 см. Тем более тонкостенных.
При ходьбе человека по профлисту НС-35-0,7 будут образовываться вмятины из-за сосредоточения веса человека уже внутри нормативного "квадрата" 10х10 - это можно даже не считать, т.к. 100. 150 кг могут сосредоточиться практически на узкой площадке в 5. 10 кв.см у ребра гофры, и вмятина обеспечена (вмятина, из практических наблюдений, образуется не на самом ребре-изгибе, а рядом с ним). Поэтому и рекомендовано ходить по временным (или постоянным) трапам.
Естественно, трапы есть допрасходы, особенно постоянные. В связи с этим предлагаю перейти на новый технический уровень хождения по профнастилам:
7.1.2 Расчет стального оцинкованного профилированного настила
7.1.2.1 Расчет профилированного стального настила на стадии возведения основан на следующих допущениях:
- форма поперечного сечения гофров при действии нагрузки не изменяется;
- гофры настила работают как тонкостенные балки трапециевидного сечения в упругой стадии;
- нормальные напряжения по высоте поперечного сечения стенок гофров распределяются линейно;
- нормальные напряжения по ширине продольно сжатых полок до местной потери устойчивости, а также по ширине растянутых полок распределяются равномерно;
- после местной потери устойчивости продольно сжатых полок нормальные напряжения в них распределяются неравномерно, возрастая от середины полок к продольным краям.
Поэтому при работе в закритической стадии криволинейная эпюра сжимающих напряжений заменяется прямоугольной с равной площадью и значением равным краевому напряжению. Средняя часть сжатой полки, имеющая меньшие напряжения, считается выключенной из работы. При определении характеристик профилированного листа учитывается только рабочая зона сжатой полки.
7.1.2.2 Прочность профилированного стального настила проверяется в опорном или пролетном сечениях по формулам
где σ - напряжения в сжатых полках настила;
М - расчетное значение изгибающего момента;
Ry = 2400 кгс/см 2 - расчетное сопротивление стали настила изгибу;
Yn - коэффициент надежности по уровню ответственности;
W - расчетный момент сопротивления на 1 м ширины настила для сжатых полок.
Момент сопротивления W определяется по таблице 1 при работе профилированного настила полным сечением.
Если полученное напряжение по формуле 3 меньше критического (таблица 2), то принимается условие работы профилированного листа полным сечением, то есть расчет прочности на этом этапе заканчивается. Если значение напряжения получается выше критического, то проводят корректировку момента сопротивления по таблицам приложения А (таблица А1, А2, A3, А4, А5, А6, А7, А8 и А9), пока отличие в напряжениях, последующего и предыдущего, не составит величину, не превышающую 1 %.
7.1.2.3 Прогиб профилированного настила проверяется по формуле:
где fn - максимальный прогиб от действия нормативных нагрузок;
k - коэффициент, определяемый расчетной схемой настила;
q" - нормативная равномерно распределенная нагрузка, действующая на профилированный настил на стадии бетонирования, кгс/см 2 ;
l - расчетный пролет, см;
Еa = 2,1·10 6 кгс/см 2 - модуль упругости стали профилированного настила;
lx - момент инерции на 1 м ширины настила, определяемый по таблице 1 при напряжениях при действии нормативных нагрузок в сжатых полках меньших критических (таблица 2); при нормативных напряжениях превышающих критические момент инерции определяется с учетом неполного рабочего сечения сжатых полок настила по таблицам приложения А (таблицы А10, А11, А12, А13, А14, А15 и А16).
Расчет осуществляется следующим образом:
- определяется значение нормативного напряжения методом последовательного приближения по формуле 3, пока отличие в напряжениях последующего от предыдущего не составит 1%, приняв за первоначальное значение Wx2 момент сопротивления для сжатых полок при условии работы настила полным сечением. Последнее значение определяет сжимающее напряжение, соответствующее значению, при котором определяется момент инерции lx. При наличии редукции в сжатой полке в расчетах используют данные, приведенные в приложении А (таблицы А10, А11, А12, А13, А14, А15 и А16). Если редукция отсутствует, то пользуются данными таблицы 1.
| Марка профиля | Площадь F, см 2 | Справочные величины на 1 м ширины настила при работе полным сечением | Масса 1 м 2 , кг | ||
| Ix, см 4 | Wx1, см 3 | Wx2, см 3 | |||
| H114-600-1,0 | 12,5 | 401,838 | 66,619 | 74,857 | 17,2 |
| H114-600-0,9 | 11,3 | 364,307 | 60,337 | 67,941 | 15,6 |
| H114-600-0,8 | 10,0 | 323,538 | 53,666 | 60,234 | 14,0 |
| Н80А-674-1,0 | 12,5 | 186,967 | 43,171 | 50,957 | 15,3 |
| H80A-674-0,9 | 11,3 | 168,829 | 38,982 | 46,015 | 13,9 |
| H75-750-0,9 | 11,3 | 127,331 | 30,602 | 38,133 | 9,8 |
| H75-750-0,8 | 10,0 | 113,525 | 27,277 | 34,008 | 11,2 |
| H75-750-0,7 | 8,8 | 99,648 | 23,939 | 29,858 | 12,5 |
| H60-845-0,9 | 11,3 | 78,939 | 22,306 | 32,074 | ИЛ |
| H60-845-0,8 | 10,0 | 70,519 | 19,927 | 28,652 | 9,9 |
| H60-845-0,7 | 8,8 | 61,991 | 17,514 | 25,195 | 8,8 |
| H57-750-0,8 | 8,8 | 61,106 | 18,90 | 24,772 | 9,8 |
| H57-750-0,7 | 7,7 | 53,748 | 16,618 | 21,798 | 8,7 |
| HC44-1000-0,8 | 11,2 | 30,380 | 12,512 | 15,405 | 9,4 |
| HC44-1000-0,7 | 9,8 | 26,756 | 11,021 | 13,567 | 8,3 |
| HC35-1000-0,8 | 10,0 | 42,036 | 20,05 | 29,952 | 8,4 |
| HC35-1000-0,7 | 8,75 | 36,954 | 17,618 | 26,351 | 7,4 |
| Примечание – Wx1 и Wx2 – моменты сопротивления профилированного листа относительно оси 1-1 или 2-2 | |||||
| Марка профиля | σkp при нормативных нагрузках, кгс/см 2 | σkp при расчетных нагрузках. кгс см 2 |
| H114-600-1,0 | 1011 | 605 |
| Н114-600-0,9 | 819 | 489 |
| H114-600-0,8 | 646 | 386 |
| Н114-600-1,0п | 22877 | 13660 |
| Н114-600-0,9п | 18415 | 10996 |
| Н114-600-0,8п | 14478 | 8645 |
| Н80А-674-1,0 | 852 | 509 |
| Н80А-674-0,9 | 688 | 411 |
| Н80А-674-1,0п | 3680 | 2198 |
| Н80А-674-0,9п | 2957 | 1766 |
| Н75-750-0,9 | 4577 | 2733 |
| Н75-750-0,8 | 3599 | 2149 |
| H75-750-07 | 2743 | 1638 |
| Н75-750-0,9п | 2908 | 1736 |
| Н75-750-0,8п | 2281 | 1362 |
| Н75-750-0,7п | 1733 | 1035 |
| Н60-845-0,9 | 498 | 298 |
| Н60-845-0,8 | 393 | 234 |
| Н60-845-0,7 | 300 | 179 |
| Н60-845-0,9п | 2745 | 1639 |
| Н60-845-0,8п | 2155 | 1287 |
| Н60-845-0,7п | 1640 | 979 |
| Н57-750-0,8 | 3285 | 1961 |
| Н57-750-0,7 | 2506 | 1497 |
| Н57-750-0,8п | 2805 | 1675 |
| Н57-750-0,7п | 2134 | 1274 |
| НС44-1000-0,8 | 565 | 337 |
| НС44-1000-0,7 | 1723 | 1029 |
| НС44-1000-0,8п | 9615 | 5741 |
| НС44-1000-0,7п | 7314 | 4367 |
| НС35-1000-0,8п | 6849 | 4090 |
| НС35-1000-0,7п | 5227 | 3121 |
| Примечание – Индекс «п» указывает на расположение профильного листа, когда сжата узкая полка (полка по оси 1-1) | ||
7.1.2.4 Расчет на устойчивость стенок изгибаемых элементов (кроме перфорированных профилей), не укрепленных поперечными ребрами, под местной нагрузкой или на опорах, следует выполнять по формуле:
где Рn - критическое усилие потери местной устойчивости стенки профиля без перфорации;
С - коэффициент по таблице 13;
Сr - коэффициент, зависящий от радиуса изгиба r < 12;
Сb - коэффициент, зависящий от ширины опоры «в» при b > 19 мм;
Сh - коэффициент, зависящий от гибкости стенки, равной h/t < 200;
t - толщина стали профилированного настила;
b - ширина опорной полки настила;
h - высота профилированного настила;
α - угол между стенкой и плоскостью опоры, 45° < α < 90°.
Коэффициент условий работы профилированного настила для определения силы Рn принимается равным 0,8.
Предельная нагрузка на профилированный настил по условию местной потери устойчивости стенок гофров на опорах пропорциональна удвоенному количеству гофров.
7.1.2.5 При использовании профилированного настила только в качестве оставляемой опалубки без временных промежуточных опор рекомендуется принимать предельные пролеты по графикам, в зависимости от расчетной схемы настила и толщины слоя бетона над его верхними полками. При определении предельных пролетов процесс бетонирования принимался с помощью бетононасоса (рисунок 2, 3, 4, 5, 6 и 7).
7.1.2.6 Если настил, уложенный по верхним поясам балок, надежно закреплен на опорах и в продольных соединениях между профилями, он рассматривается как диск, способный воспринимать горизонтальные воздействия, передаваемые элементами каркаса, и обеспечивающий устойчивость балок из плоскости (см. СТО 0043-2005).
Читайте также: