MJKM-CALC-STEEL-NBRD-0 Nośność na wyboczenie belek stalowych

Kroki obliczeniowe

1

Dane wejściowe

Użytkownik wybiera tryb pracy, schematy statyczne dla osi y-y i z-z, obciążenie i długość L. W trybie sprawdzenia przekroju należy wybrać konkretny przekrój, a w trybie doboru przekroju można ograniczyć wybór przekroju do rodziny przekrojów albo pozostawić wariant dowolny.

2

Nośność wyboczeniowa Nb,Rd

Obliczenia prowadzone są oddzielnie dla osi y-y oraz z-z. Wyznaczana jest klasa przekroju oraz nośność na ściskanie z uwzględnieniem wyboczenia giętnego.

3

Sprawdzenie SGN

Obliczany jest wskaźnik wykorzystania nośności η = NEd / Nb,Rd.

4

Sprawdzenie lub dobór przekroju

Na podstawie trybu pracy oraz danych wejściowych wyświetlane są wyniki ogólne oraz szczegółowe. Przekroje są pozycjonowane według masy, m. Najlżejszy przekrój spełniający warunek jest wartością referencyjną, mmin. Dla każdego przekroju obliczany jest wskaźnik m / mmin.

Co oblicza kalkulator?

  • Obliczenia prowadzone są dla osi y-y i z-z.
  • Siłę krytyczną Ncr, smukłość λ̄, współczynnik χ i nośność Nb,Rd.
  • Stopień wykorzystania SGN η = NEd / Nb,Rd.
  • Wybór najlżejszego przekroju i najlepszych przekrojów w rodzinach m / mmin.
  • Obliczenia przeprowadzane są na podstawie danych wejściowych.

Jakie dane wejściowe wykorzystuje kalkulator?

Przekrój
charakterystyki geometryczne przekroju
Materiał
gatunek stali fy, moduł sprężystości E = 210 GPa
Schemat statyczny
współczynniki wyboczeniowe μy, μz

Podstawy teoretyczne

Metoda obliczeniowa

W kalkulatorze wykorzystano klasyczne wzory belkowe, czyli model belki Bernoulliego, dla prętów pryzmatycznych o stałej sztywności EI.

Siły krytyczne Ncr wyznaczane są analitycznie dla danego schematu statycznego oraz innych danych wejściowych.

Nośność na ściskanie obliczana jest na podstawie rozdziału 6.2.4 normy EC3 [1].

Nośność na ściskanie z uwzględnieniem wyboczenia obliczana jest na podstawie rozdziału 6.3.1.1 oraz 6.3.1.2 normy EC3 [1].

Nośność na ściskanie wg EC3 [1]

Siła krytyczna wyboczenia giętnego

Ncr = π2·E·I Lcr2

Nośność na ściskanie

Nc,Rd = A·fy γM0

Smukłość względna przy wyboczeniu

λ¯ = A·fy Ncr

Parametr wyboczeniowy

Φ = 0,5 · [ 1 + α · (λ¯-0,2) + λ¯2 ]

Współczynnik wyboczeniowy

χ = 1 Φ + Φ2 - λ¯2

Nośność na wyboczenie

Nb,Rd = χ·A·fy γM1
Tab. Przyporządkowanie krzywych wyboczenia
Typ przekroju Ograniczenia Wyboczenie
względem osi
Krzywa wyboczenia
S235÷S355
Dwuteowniki walcowane Dwuteownik walcowany h / b > 1,2
tf ≤ 40 mm
y-y a
z-z b
h / b > 1,2
40 mm < tf ≤ 100 mm
y-y b
z-z c
h / b ≤ 1,2
tf ≤ 100 mm
y-y b
z-z c
h / b ≤ 1,2
tf > 100 mm
y-y d
z-z d
Kształtowniki rurowe Kształtowniki rurowe wykończone na zimno dowolna c
wykończone na gorąco dowolna a
Ceowniki Ceowniki brak dowolna c
Tab. Parametry imperfekcji krzywych wyboczenia
Krzywa wyboczenia a0 a b c d
Parametr imperfekcji α 0,13 0,21 0,34 0,49 0,76

Założenia modelu

  • Belki pryzmatyczne o stałej sztywności EI.
  • Zastosowano model belkowy według teorii Bernoulliego. Nie uwzględniono wpływu ścinania, tj. modelu belki Timoszenki.
  • Przekroje klasy 4 są liczone jak przekroje klasy 1, 2, 3, tj. do obliczeń przyjęto A. Przekrój efektywny Aeff wymaga osobnej weryfikacji.
  • Sprawdzenie i dobór przekroju odbywa się względem warunku η = NEd / NRd ≤ 1,0.
  • W trybie doboru mmin jest masą najlżejszego przekroju spełniającego SGN w wybranej rodzinie, a przy wyborze dowolnej rodziny — w całej puli. W trybie sprawdzania odniesieniem jest rodzina sprawdzanego przekroju. Gdy w tym zakresie brak przekroju spełniającego SGN, mmin i m/mmin mają wartość n.d.
  • W obliczeniach nie uwzględniono ciężaru własnego belki.
  • Domyślnie krzywa wyboczeniowa dla profili RK/RP jest przyjmowana jak dla wykończenia na zimno. Jednocześnie geometria profili zapisana w bazie odpowiada profilom wykończonym na gorąco. Profile wykończone na zimno mają zwykle większe promienie gięcia naroży, przez co mają mniejsze pole przekroju niż profile wykończone na gorąco o tej samej geometrii nominalnej, dlatego obliczenia dla wariantu wykończenia na zimno należy traktować jako poglądowe.

Zakres stosowania wyników

Kalkulator stanowi narzędzie wspomagające obliczenia konstrukcyjne. Przed wykorzystaniem wyników w dokumentacji projektowej należy zweryfikować dane wejściowe, założenia obliczeniowe oraz otrzymane wyniki przez osobę posiadającą odpowiednie uprawnienia i kwalifikacje.

Schematy statyczne

Opis symboli

NEd
obliczeniowa siła ściskająca
Nc,Rd
obliczeniowa nośność na ściskanie
Nb,Rd
obliczeniowa nośność na wyboczenie
Ncr
siła krytyczna
A
pole przekroju
fy
granica plastyczności stali
λ̄
smukłość względna przy wyboczeniu
Φ
parametr wyboczeniowy
χ
współczynnik wyboczeniowy
α
parametr imperfekcji krzywej wyboczenia
μy, μz
współczynnik długości wyboczeniowej
γM0
współczynnik materiałowy do sprawdzenia nośności przekroju
γM1
współczynnik materiałowy do sprawdzenia stateczności elementu

Bibliografia

  1. EN 1993-1-1, Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.

Tryb pracy

Schemat statyczny

Zdefiniuj współczynniki wyboczeniowe dla osi y-y i z-z

Schemat dla y-y

Schemat dla z-z

Dane wejściowe

Uzupełnij poniższe dane do przeprowadzenia obliczeń.

Dane ogólne

Przebieg obliczeń Wykresy Zestawienie wyników

Przebieg obliczeń

Pełny zapis wzorów, podstawień i wyników

Zestawienie wyników

Najlepsze w rodzinach

Najlżejsze przekroje w rodzinach spełniające SGN

Przekroje spełniające SGN

Przekrój Nb,Rd[kN] η[-] χy[-] χz[-] Ncr,y[kN] Ncr,z[kN] m[kg/m] m / mmin[-]

Przekroje niespełniające SGN

Przekrój Nb,Rd[kN] η[-] χy[-] χz[-] Ncr,y[kN] Ncr,z[kN] m[kg/m] m / mmin[-]

Kontakt

Jeśli masz pytania dotyczące działania kalkulatora, dostrzeżesz błąd w algorytmie lub masz pomysł na usprawnienie lub dodatkową funkcję, napisz na adres
pomoc@mjkm.com.pl

Każda konstruktywna uwaga pomaga dalej rozwijać narzędzie i poprawiać jego jakość.

Symbol Data Opis
0 10.2026 Pierwsze wydanie

Informacje o kalkulatorze