Калькулятор нагрузки стальной двутавровой балки

Рассчитайте безопасную несущую способность стальной двутавровой балки по реальной базе сечений. Выберите сечение, марку стали и пролет — калькулятор выполнит оба расчета: на прочность при изгибе и на прогиб, затем укажет, какой из них является определяющим, и какую нагрузку балка может фактически нести.

Несущая способность двутавровой балки

Предел по изгибу
Предел по прогибу
Допустимый момент
Момент инерции Ix
Момент сопротивления Sx
Собственный вес

Оценка по допускаемым напряжениям: Fb = 0,66 Fy, E = 200 ГПа, компактное сечение с обеспеченной боковой поддержкой, статическая нагрузка, собственный вес балки не вычитается. Не заменяет расчет по нормам — проверьте потерю устойчивости при изгибе с кручением, сдвиг и сочетания нагрузок с квалифицированным инженером.

Как работает расчет

Оцениваются два независимых предельных состояния, и выбирается меньшее:

  • Изгиб: допустимый момент M = Fb × Sx, где Fb = 0,66 Fy. Для шарнирно опертой балки с равномерной нагрузкой это дает w = 8M/L²; для сосредоточенной нагрузки посередине P = 4M/L; для консоли w = 2M/L² и P = M/L.
  • Прогиб: нагрузка, вызывающая точно заданный предел (L/360, L/240 …). Шарнирно опертая, равномерная: w = 384EIδ/(5L⁴). Сосредоточенная посередине: P = 48EIδ/L³. Консоль, равномерная: w = 8EIδ/L⁴. Консоль, сосредоточенная на конце: P = 3EIδ/L³.

Поскольку прогиб пропорционален L⁴, а момент — только L², с увеличением пролета определяющим становится расчет по прогибу — поэтому для длинной балки часто требуется более высокое сечение, а не более прочная сталь.

Типовые характеристики W-образных сечений

Сечение Ix (дюйм⁴) Sx (дюйм³) Вес (фунт/фут) Ix (см⁴) Sx (см³)
W8×18 61.9 15.2 18 2576.5 249.1
W10×22 118 23.2 22 4911.5 380.2
W12×26 204 33.4 26 8491.1 547.3
W14×30 291 42 30 12112.3 688.3
W16×40 518 64.7 40 21560.8 1060.2
W18×50 800 88.9 50 33298.5 1456.8
W21×62 1330 127 62 55358.7 2081.2
W24×76 2100 176 76 87408.5 2884.1

Калькулятор содержит 66 двутавров W-образного профиля, а также 16 профилей IPE и 12 профилей HEB с их опубликованными значениями Ix и Sx.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать несущую способность стальной двутавровой балки?

Возьмите момент сопротивления сечения S балки, умножьте на допускаемое напряжение изгиба (0,66 × предел текучести), чтобы получить допускаемый момент, затем пересчитайте в нагрузку по формуле для вашей схемы опирания и нагружения. Для равномерно распределенной нагрузки на шарнирно опертой балке: w = 8M/L². Затем отдельно проверьте прогиб — на длинных пролетах он обычно является определяющим.

Что определяет — изгиб или прогиб?

Короткие, сильно нагруженные балки обычно определяются прочностью на изгиб. Более длинные балки определяются прогибом, так как прогиб растет пропорционально четвертой степени пролета, а момент — квадрату. Этот калькулятор выполняет обе проверки и выдает меньшую несущую способность.

Какое ограничение прогиба следует использовать?

L/360 является стандартным для перекрытий с хрупкой отделкой, L/240 — для обычных перекрытий и каркасов крыш, L/180 — для некоторых элементов кровли. Чем строже ограничение, тем ниже допустимая нагрузка.

Влияет ли марка стали на несущую способность?

Она изменяет несущую способность по изгибу пропорционально пределу текучести — A992 (345 МПа) выдерживает примерно на 38% больший момент, чем A36 (250 МПа) в том же сечении. На прогиб это не влияет, так как все конструкционные стали имеют одинаковый модуль упругости (200 ГПа).

Подходит ли это для окончательного расчета?

Нет. Это оценка по допускаемым напряжениям для компактных, с боковой поддержкой, шарнирно опертых или консольных балок при статической нагрузке. Реальный расчет должен учитывать потерю устойчивости плоской формы изгиба, сдвиг и смятие стенки, сочетания нагрузок и коэффициенты норм. Всегда проверяйте расчет у квалифицированного инженера.

Связанные инструменты: Пролет балки · Прогиб балки · Вес металла · Стоимость балки · Все калькуляторы

Steel I-Beam Load Capacity Calculator

Calculate the maximum load capacity and deflection of steel I-beams based on span, beam size, and loading conditions.

Beam Properties
Span & Loading
Material & Design Parameters

Load Capacity Results

Selected Beam: -
Maximum Uniform Load Capacity: 0
Maximum Point Load Capacity: 0
Limiting Factor: -
Maximum Deflection: 0
Moment Capacity: 0
Shear Capacity: 0
Beam Self Weight: 0

Beam Behavior Visualization

Beam Property Reference

Designation Depth (in) Weight (lb/ft) Area (in²) Ix (in⁴) Sx (in³)