スチールビームたわみオンライン. 木製床梁の計算: オンライン計算機、計算原理。 梁の設計図作成
ビーム - エンジニアリングの要素で、ロッドに垂直な方向に作用する力によって負荷がかかるロッドです。 エンジニアの活動には、多くの場合、荷重下のビームのたわみを計算する必要が含まれます。 このアクションは、ビームの最大たわみを制限するために実行されます。
種類
今日まで、梁は 異なる材料. それは金属または木である場合もあります。 それぞれの特定のケースは、異なるビームを意味します。 同時に、偏向のためのビームの計算には、使用される構造と材料の違いに基づいて発生するいくつかの違いがある場合があります。
ドライ構造の床
このタスクにはこのタスクがあります。 乾式スクリードは再開発エリアでよく使用され、一般的に木製の天井に床を敷設する場合に使用されます。 この設計の大きな利点は、湿気が構造に導入されず、乾燥時間が不要になることです。 特に古い建物の場合、評価資料は軽量ですが、防音性が低いという代償があります。 床が乾いた古い建物の床を修復するには、次の構造が想定されます。
プロファイルパイプの負荷の計算図
補償は、既存の床または既存の型枠プラットフォームに注がれます。
- 荷重分散型密閉断熱板。
- 乾式壁や乾式壁などの床の物を乾かします。
木製の梁
今日の個々の構造は、木製の梁が広く使用されていることを意味します。 ほとんどすべての建物には、耐荷重要素として使用できる木製の梁が含まれており、床の製造や床間の床のサポートに使用されます。
床材下の衝撃防音
地球のすべてのステップとすべての動きで、コンポーネントを介してボディの音として伝達される音が生成されます。 硬い表面では、柔らかい床よりも騒音が大きくなります。 音の伝搬を極力抑えるため、床下に衝撃遮音材を設置。 これは、軟質繊維ボード、発泡フィルム、またはポリスチレンフォームボードで構成されています。 したがって、土の最上層は元の天井から分離されます。 耐荷重構造. 床の防音は、フローティングスクリードなどの完全な床構造によっても補完されます。
木製であることは秘密ではありません。 鉄骨、負荷力の影響下で曲がる傾向があります。 たわみの矢印は、使用される材料、梁が使用される構造の幾何学的特性、および荷重の性質によって異なります。
許容ビームたわみは、次の 2 つの要因から形成されます。
シールと分離層
スクリードプレートは他のコンポーネントと接触していないため、音から分離されています。 シールは、水が浸透したり、コンポーネントに浸透したりするのを防ぎます。 コーティング、フィルム、フォイル、または特殊なシーリング プロファイルが材料として使用されます。 専門家によると、この領域の欠陥は建設業界で最も不利な点を引き起こします。専門家によると、これがこの領域に欠陥がない理由です。
シールの種類は負荷によって異なります。 防水要件は、さまざまな湿度クラスで規制されています。 被着体、荷重、塗膜に応じて、以下のシール材が使用されます。 セラミック パッドは、セラミック アンレーと組み合わせて使用されることがあります。 プレートまたはプレートはシールに直接配置されます。 材料には 3 つの異なるグループがあります。
- たわみと許容値の遵守。
- たわみを考慮した建物の操作の可能性。
建設中に実行される強度と剛性の計算により、運用中に建物が耐えられる負荷を最も効果的に評価することができます。 また、これらの計算により、それぞれの構造要素の変形がどうなるかを正確に知ることができます 特定のケース. おそらく、詳細かつ最大の事実に異議を唱える人はいないでしょう。 正確な計算- これは土木技師の職務の一部ですが、いくつかの式と数学的計算のスキルを使用して、必要なすべての量を自分で計算できます。
亀裂抵抗が低いプラスチックモルタルの組み合わせは、すべての内外面に適しています。 粘着シールとして、合成樹脂製のポリマー樹脂シールを接着剤とともに使用します。
- 弾性ポリマー分散液は、亀裂架橋に特に適しています。
- 漆喰と木材以外のすべての表面に適用できます。
- それらは耐久性があり、化学薬品に耐性があります。
梁のたわみを正しく計算するには、構造において剛性と強度の概念が不可分であるという事実も考慮する必要があります。 強度計算データに基づいて、剛性に関するさらなる計算に進むことができます。 梁のたわみの計算は、剛性計算の不可欠な要素の 1 つです。
多くのメーカーは、旋削を容易にするための特別なプロファイルを提供しています。 複合シールが敷かれている場合は、すべての破損をシールする必要があります。 床仕上げ材平らな面に置く必要があります。 これは、各種タイなどの天井支持にも当てはまります。 報酬レベルは、レベルの基礎を作成するために使用されます。 それらは、原則として 3 つの形式で実装できます。
- 複合タイの形のシーリングタイ。
- バランスシャフトの弱体化。
- 関連するバランス チップ。
このような計算を自分で実行するには、かなり単純なスキームに頼りながら、拡大された計算を使用するのが最善であることに注意してください。 大きな方向に少し余白を作るのもおすすめです。 特に、計算が耐荷重要素に関係する場合。
たわみのためのビームの計算。 仕事のアルゴリズム
実際、このような計算を行うアルゴリズムは非常に単純です。 例として、いくつかの特定の用語と式を省略して、いくらか単純化した計算スキームを考えてみましょう。 ビームのたわみを計算するには、一連のアクションを特定の順序で実行する必要があります。 計算アルゴリズムは次のとおりです。
結合フィラーは結合剤とともに提供され、基材に塗布されます。 ベイの下では、ガスケットがシールを保護し、材料が天井の底に浸透するのを防ぎます。
- 乾燥後、硬い層が形成され、その位置が変わりません。
- 含まれているパレットは、砂で満たされた段ボール箱で構成されています。
- ルーズなトッピングは許可されなくなりました。
- 計算スキームを作成中です。
- 梁の幾何学的特性が決定されます。
- この要素の最大負荷が計算されます。
- 必要に応じて、曲げモーメントに関するビームの強度がチェックされます。
- 最大たわみが計算されます。
ご覧のとおり、すべての手順は非常に単純で実行可能です。
梁の設計図作成
計算スキームを作成するために、大きな知識は必要ありません。 これを行うには、要素の断面のサイズと形状、サポート間のスパン、サポート方法を知っていれば十分です。 スパンは、2 つのサポート間の距離です。 たとえば、梁を家の耐力壁の床支持梁として使用し、その間に 4 m ある場合、スパンは 4 m になります。 
木製の梁のたわみを計算するとき、それらは自由に支持された構造要素と見なされます。 計算の際は、負荷が均等に分散された回路を採用しています。 これは、記号 q で表されます。 荷重が集中している場合は、F で示される集中荷重を使用するスキームが採用され、この荷重の値は、構造に圧力をかける重量に等しくなります。
慣性モーメント
名前が付けられた幾何学的特性は、ビームのたわみを計算するときに重要です。 式を使用すると、この値を計算できます。少し下に示します。
慣性モーメントを計算するときは、この特性の大きさが空間内の要素の向きに依存することに注意する必要があります。 この場合、慣性モーメントとたわみ量は反比例の関係にあります。 慣性モーメントの値が小さいほど、たわみの値は大きくなり、逆の場合も同様です。 この依存関係は、実際に追跡するのは非常に簡単です。 端に置いたボードは、通常の位置にある同様のボードよりもはるかに曲がりにくいことは誰もが知っています。 
断面が長方形のビームの慣性モーメントは、次の式を使用して計算されます。
J=b*h^3/12、ここで:
b - セクション幅;
h はビーム セクションの高さです。
最大負荷レベルの計算
構造要素の最大負荷の決定は、多くの要因と指標を考慮して行われます。 通常、負荷レベルを計算するときは、ビームの1リニアメートルの重量、1平方メートルの床の重量、一時的な性質の床への負荷、およびパーティションからの負荷を1として考慮します。 平方メートル重なります。 メートル単位で測定されたビーム間の距離も考慮されます。 木製の梁の最大荷重を計算する例として、床の重量が 60 kg / m²、床の一時的な荷重が 250 kg / m²、パーティションの重量が 75 である平均値を使用します。キロ/平方メートル。 ビーム自体の重量は、その体積と密度が分かれば、非常に簡単に計算できます。 断面が 0.15x0.2 m の木製の梁を使用すると仮定すると、その重量は 18 kg/ランニング メートルになります。 また、たとえば、床梁間の距離を 600 mm とします。 この場合、必要な係数は 0.6 になります。
最大荷重を計算した結果、q=(60+250+75)*0.6+18=249kg/mとなります。
値が得られたら、最大たわみの計算に進むことができます。
最大たわみの値の計算
ビームが計算されると、式は必要なすべての要素を表示します。 計算が実行される場合、計算に使用される式はわずかに異なる形式になる可能性があることに注意してください。 他の種類梁に影響を与える荷重。
最初に、分布荷重による木製の梁の最大たわみを計算するために使用される式に注目してみましょう。
f=-5*q*l^4/384*E*J.
この式では、E は一定値であり、材料の弾性係数と呼ばれることに注意してください。 木材の場合、この値は 100,000 kgf / m² です。
例に使用したデータを使用して計算を続けると、断面が 0.15x0.2 m、長さが 4 m の木製の梁の場合、次の値にさらされたときの最大たわみの値が得られます。 分布荷重 0.83cmに等しい。
荷重が集中する方式を考慮してたわみを計算すると、式は次のようになることに注意してください。
f=-F*l^3/48*E*J、ここで:
F は梁にかかる圧力です。 
また、計算に使用する弾性率の値が異なる場合があることに注意してください。 他の種類木材。 木材の種類だけでなく、木材の種類によっても影響を受けます。 したがって、木材で作られた中実の梁、接着された梁、または丸太は、異なる弾性係数を持ちます。 さまざまな意味最大たわみ。
梁のたわみを計算するときは、さまざまな目標を追求できます。 構造要素の変形の限界を知りたい場合は、たわみ矢印の計算が完了したら停止できます。 見つかった指標の建築基準法への準拠レベルを確立することが目標である場合は、特別な規制文書に記載されているデータと比較する必要があります。
Iビーム
I ビームは、その形状により使用頻度がやや低くなります。 ただし、そのような構造要素は、コーナーやチャネルよりもはるかに大きな負荷に耐えることができることも忘れてはなりません。
I ビームを強力な構造要素として使用する場合は、I ビームのたわみを計算する価値があります。 
また、すべてのタイプの I ビームでたわみを計算できるわけではないことに注意してください。 どのような場合にたわみを計算できるのでしょうか? 全部で 6 つのケースがあり、6 つのタイプに対応します。 Iビーム. これらのタイプは次のとおりです。
- 荷重が均一に分散されたシングルスパンタイプのビーム。
- 片端が固定され、荷重が均等に分散されたカンチレバー。
- 片側に片持ち梁があり、等分布荷重がかかる単径間梁です。
- 力が集中するヒンジ支持タイプの片径間梁です。
- 2 つの力が集中するシングル スパン ヒンジ付きビーム。
- リジッド ターミネーションと集中力を備えたカンチレバー。
金属ビーム
最大たわみの計算は、それが鋼製の梁であろうと別の材料でできた要素であろうと同じです。 主なことは、材料の弾性率など、特定の一定の値を覚えておくことです。 金属製の梁で作業する場合、鋼製または I 型梁で作成できることを覚えておくことが重要です。 
偏向 金属ビーム、鋼製、この場合の定数 E は 2 105 MPa であることを考慮して計算されます。 慣性モーメントなどの他のすべての要素は、上記のアルゴリズムに従って計算されます。
2 つのサポートを持つビームの最大たわみの計算
例として、ビームが 2 つのサポート上にあり、集中力が任意のポイントに適用されるスキームを考えてみましょう。 力を加える前は直線だった梁が、力の影響で形が変わり、変形により曲線になった。 
XY 平面が 2 つのサポート上のビームの対称面であると仮定します。 すべての荷重は、この平面の梁に作用します。 この場合、実際には、力の作用から生じる曲線もこの平面にあります。 この曲線は、梁の弾性線または梁のたわみ線と呼ばれます。 ビームの弾性線を代数的に解き、ビームのたわみを計算します。その式は、次のように、2 つのサポートを備えたビームに対して一定になります。
0 ≤ z ≤ a での左側ビーム サポートからの距離 z でのたわみ
F(z)=(P*a 2 *b 2)/(6E*J*l)*(2*z/a+z/b-z 3 /a 2 *b)
a ≤ z ≤l での左側のサポートから z の距離にある 2 つのサポート上のビームのたわみ
f(z)=(-P*a 2 *b 2)/(6E*J*l)*(2*(l-z)/b+(l-z)/a-(l-z) 3 /a+b 2)、ここでP は加えられた力、E は材料の弾性係数、J は軸方向の慣性モーメントです。
2 つのサポートを持つビームの場合、慣性モーメントは次のように計算されます。
J=b 1 h 1 3 /12、ここで、b 1 と h 1 は、それぞれ使用されるビームのセクションの幅と高さの値です。
結論
結論として、さまざまなタイプのビームの最大たわみの値を個別に計算するのは非常に簡単であると結論付けることができます。 この記事に示されているように、主なことは、材料とその幾何学的特性に依存するいくつかの特性を知ること、および各パラメーターに独自の説明があり、どこからともなく取られないいくつかの式を使用して計算を実行することです。
民間建築の床には木製の梁がよく使用されます。 軽さ、手頃な価格、および自己組織化の可能性により、発火し、菌類や腐敗による損傷を受ける可能性が補われます。 いずれにせよ、2階以上を建てるときは、計算するだけです 木製の梁重なります。 このレビューで紹介するオンライン計算機は、このタスクに簡単かつ迅速に対処するのに役立ちます。
