Çelik Kiriş Ön Boyutlandırma

Çelik kiriş nasıl boyutlandırılır?

Bir çelik kirişin ön boyutlandırmasında üç koşul aranır: kesit eğilme momentini taşımalı, gövde kesme kuvvetini taşımalı ve kiriş kullanım yükü altında izin verilenden fazla sehim yapmamalıdır. Kısa ve ağır yüklü kirişlerde kesme, uzun açıklıklarda çoğunlukla sehim belirleyici olur. Bu araç üçünü birlikte denetler ve hangisinin belirlediğini gösterir.

Formüller

Düzgün yayılı yük taşıyan basit kirişte en büyük moment M = w L² / 8, en büyük kesme V = w L / 2 olur. Eğilme dayanımı M_c,Rd = W × f_y / γ_M0, kesme dayanımı V_pl,Rd = A_v × f_y / (√3 × γ_M0) ile bulunur. Sehim δ = 5 w L⁴ / (384 E I) bağıntısıyla, yük katsayısı uygulanmamış kullanım yüküyle hesaplanır.

Bu üç koşul tersinden okununca gerekli kesit değerlerini verir: kesit modülü en az M / f_y, kesme alanı en az V √3 / f_y, atalet momenti ise sehim sınırını sağlayacak kadar olmalıdır.

Örnek

6 m açıklıklı basit kiriş, tasarım yükü 10 kN/m, kullanım yükü 7 kN/m, S235 çelik. Moment 10 × 6² / 8 = 45 kN·m, kesme 30 kN. IPE 300 için elastik kesit modülü 557 cm³ olduğundan eğilme dayanımı 557 × 235 / 1000 = 131 kN·m, kullanım oranı 0.34. Kesme dayanımı 348 kN. Sehim 6.7 mm çıkar, L / 300 sınırı 20 mm. Üç koşul da sağlanır. Aynı yük için en hafif profil arandığında araç daha küçük bir IPE önerir.

Araç nasıl kullanılır?

Yük durumunu seçin: yayılı yük, ortada tekil yük ya da doğrudan moment ve kesme. Profil denetle sekmesi seçtiğiniz profili sınar. En hafif profili bul sekmesi IPE, HEA, HEB ve HEM serilerinde koşulları sağlayan en hafif profilleri listeler. Elle kesit sekmesi tabloda olmayan kesitler içindir. Kirişin kendi ağırlığı istenirse yüke eklenir.

En önemli sınır: yanal burulmalı burkulma

Bu hesap, kirişin basınç başlığının yana kaçmasının engellendiğini kabul eder. Betonarme döşeme taşıyan ya da sık aralıklı kuşaklarla tutulan kirişlerde bu doğrudur. Başlığı serbest olan kirişte ise dayanım burada bulunandan çok daha düşük olabilir ve ayrı bir denetim gerekir. Sürekli kirişler, konsollar ve birleşim tasarımı da bu aracın dışındadır.