Jakou váhu může nosník unést?

I-nosník je považován za jeden z nejodolnějších typů válcovaného kovu. Proto je žádaný jak ve výrobě kovových konstrukcí, tak ve stavebnictví. I-nosníky se často používají v individuální bytové výstavbě. Používá se ke zpevnění dveřních oblouků a okenních otvorů. Při výstavbě monolitických bytových domů se nosník používá jako prvek mezipodlažních stropů.

Výpočet pevnosti jakékoli budovy a konstrukce je povinnou fází přípravných prací. Koneckonců, trvanlivost konstrukce a její bezpečnost závisí na správně zvolené válcované oceli a profilu.

Technické vlastnosti I-paprsku

I-nosníky jsou klasifikovány v závislosti na poměru velikostí a provozních podmínek. Nosníky I se dělí na normální, označené písmenem „B“ a širokopásmové, označené písmenem „C“. Podle způsobu výroby se zase dělí na: válcované za tepla – GK a řízené válcované I nosníky – KP. Při výrobě posledně jmenovaného se používá zrychlené chlazení oceli.

Hlavní parametry I-paprsků jsou:

• Celková výška;
• výška stěny;
• šířka police;
• převis police;
• rádius páření;
• tloušťka stěny;
• tloušťka police.

Kromě toho existují maximální odchylky. Jsou standardizovány národní normou Ruské federace GOST R 58837-2017.

Vlastnosti I-nosníků

Hlavním rozdílem mezi I-paprskem a jinými typy válcovaného kovu je profil průřezu. Je srovnatelné s písmenem „H“ umístěným na jeho boku. Paralelní nohy se nazývají „police“ a rozhraní mezi nimi se nazývá „stěna“.

Díky tomuto průřezu je dosaženo vysoké tuhosti nosníku při nízké hmotnosti. I-nosník je schopen nést mnohonásobně vyšší zatížení, než je vypočtené. Použitím I-nosníků můžete výrazně snížit náklady na stavbu konstrukce nebo budovy a zajistit tak potřebnou stabilitu a bezpečnost.

Moderní výrobci válcovaných kovů nabízejí široký výběr I-nosníků, lišících se hmotností, délkou, tloušťkou stěny a šířkou příruby. Na individuální zakázky se vyrábí i speciální I nosníky: širokopásmové, sloupové, jednokolejné. Jsou žádané při výstavbě důležitých infrastrukturních zařízení.

Výpočet zatížení na I-nosník

Profil I nosníku se vždy volí na základě výpočtu provozních zatížení. Sekce a rozměry mají prvořadý význam. Při výpočtu zatížení na konstrukci se berou v úvahu následující:

• výška I-nosníku včetně tloušťky polic;
• výška stěny;
• šířka každé police;
• délka paprsku;
• tloušťka krku;
• průměrná tloušťka řezu s přihlédnutím k rovnoběžným plochám a jejich úhlu sklonu;
• poloměr zakřivení police;
• přechodový poloměr zaoblení.

Zohledňují se také technické vlastnosti budoucího objektu nebo kovové konstrukce. Při konstrukci vysoce zatížených a nosných konstrukcí se vždy používá I nosník. V nezatížených konstrukcích se nepoužívá, protože jeho použití nedává smysl.

Instalace I-nosníků při stavbě budovy nebo výrobě kovových konstrukcí se provádí v přesně definované vzdálenosti. Říká se tomu krok. Místa, kde jsou nosníky instalovány, se nazývají otočné body. Vzdálenost mezi nimi se nazývá rozpětí konstrukce.

Regulované axiální hodnoty

Všechny pevnostní výpočty se provádějí přísně v souladu s požadavky státních norem. Referenční hodnoty obsažené v dokumentech jsou závazné a jsou kontrolovány příslušnými orgány, které dávají povolení k uvedení zařízení do provozu.

Hlavní parametry axiálních hodnot I-paprsků jsou:

• Moment setrvačnosti – tabulková hodnota určená rozsahem válcovaného kovu;
• Odstředivý moment. Jeho výchozí hodnota je nastavena na nulu. V normách takový parametr není;
• Setrvačnost I-paprsku je určena poloměrem kolem středové osy, axiálním momentem a statickým momentem polovičního průřezu.

Parametr odporu I-paprsku, označovaný jako Ry, má také velký význam ve výpočtech. Záleží jak na třídě slitiny, tak na velikosti I-paprsku.

Modul pružnosti I-nosníků je určen vlastnostmi oceli, ze které je vyroben. U tvarových výrobků a výrobků ze železných kovů se předpokládá modul pružnosti 200 × 10 MPa.

Zatížení nosníku I a nosnost

Číslo I-paprsku je tabulkový parametr a vybírá se na základě:

• návrhové zatížení, měřeno v kg/m.p.;
• velikost rozpětí, měřená v metrech;
• krok, počítáno v metrech.

Číslo I-paprsku je výška profilu, měřená v centimetrech: od 10 do 100 podle aktuálních regulačních dokumentů.

Přípustné zatížení se vypočítá na základě únosnosti kovové konstrukce nebo budovy. Je také důležité vzít v úvahu technologii výroby I-nosníků. I-nosníky válcované za tepla mají mírně odlišné vlastnosti než ty, které jsou vyráběny jinými metodami.

Samotné návrhové zatížení se určuje krok za krokem:

• vypočítá se jmenovitý statický tlak na konstrukci;
• hmotnost konstrukce se vypočítá v přepočtu na 1 m.p. I-nosník;
• výsledná hodnota se vynásobí vypočteným koeficientem spolehlivosti;
• Na základě získaného výsledku se zvolí moment setrvačnosti a odpor.

Na základě momentu setrvačnosti a odporu je vybrán profil I nosníku dle aktuálního sortimentu. Inženýři obvykle „hrají na jistotu“ a vyberou paprsek I, který je o 1-2 čísla větší. Díky tomu je zajištěna rezerva stability budovy a kovových konstrukcí.

Je možné se obejít bez výpočtu průhybu I-paprsku?

Výpočty průhybů se provádějí při navrhování téměř všech konstrukcí. Zahrnuje konstrukci diagramů vnitřních napětí. Jedná se o komplexní a pečlivou práci. Při výpočtu průhybu se berou v úvahu následující:

— statické zatížení na lineární metr nosníku;

— vzdálenost mezi referenčními body;

Například, pokud se pro instalaci mezipodlažních podlah použije I-nosník, průhyb by neměl překročit 1/250. Pokud mluvíme o překladech a střešních podpěrách, pak by měl být parametr v rozmezí 1/200.

Existuje mnoho vzorců pro výpočet průhybu pro I-nosník. Různé výzkumné ústavy a smluvní organizace posuzují tento parametr různě. Hodně záleží jak na zatížení, tak na vektoru jeho působení. V žádném případě byste neměli zanedbávat výpočty průhybu I-paprsku. Zanedbání může vést ke katastrofickým následkům.