Máy tính tải trọng dầm thép I

Tính toán khả năng chịu tải an toàn của dầm thép chữ I từ cơ sở dữ liệu mặt cắt thực tế. Chọn mặt cắt, mác thép và nhịp, máy tính sẽ chạy cả kiểm tra độ bền uốn và kiểm tra độ võng, sau đó cho biết yếu tố nào quyết định và tải trọng thực tế mà dầm có thể chịu.

Khả năng chịu tải dầm chữ I

Giới hạn uốn
Giới hạn độ võng
Mô men cho phép
Mặt cắt Ix
Mặt cắt Sx
Trọng lượng bản thân

Ước tính ứng suất cho phép: Fb = 0,66 Fy, E = 200 GPa, mặt cắt đặc và được giằng ngang, tải trọng tĩnh, không trừ trọng lượng bản thân dầm. Không thay thế cho thiết kế tuân thủ tiêu chuẩn — hãy kiểm tra mất ổn định uốn xoắn ngang, cắt và tổ hợp tải trọng với kỹ sư có chuyên môn.

Cách tính toán hoạt động

Hai giới hạn độc lập được đánh giá và giới hạn nhỏ hơn sẽ thắng:

  • Uốn: mô men cho phép M = Fb × Sx, với Fb = 0,66 Fy. Đối với tải phân bố đều trên gối đỡ đơn giản, điều này cho w = 8M/L²; đối với tải tập trung ở giữa P = 4M/L; đối với công xôn, w = 2M/L² và P = M/L.
  • Độ võng: tải trọng tạo ra chính xác giới hạn đã chọn (L/360, L/240 …). Gối đỡ đơn giản tải phân bố đều: w = 384EIδ/(5L⁴). Tải tập trung ở giữa: P = 48EIδ/L³. Công xôn tải phân bố đều: w = 8EIδ/L⁴. Công xôn tải tập trung: P = 3EIδ/L³.

Vì độ võng tỷ lệ với L⁴ còn mô men chỉ tỷ lệ với L², kiểm tra độ võng sẽ chiếm ưu thế khi nhịp dài hơn — đó là lý do tại sao dầm dài thường cần mặt cắt lớn hơn chứ không phải thép cường độ cao hơn.

Các tính chất mặt cắt dạng W phổ biến

Mặt cắt Ix (in⁴) Sx (in³) Trọng lượng (lb/ft) Ix (cm⁴) Sx (cm³)
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

Máy tính chứa 66 tiết diện chữ W cùng 16 tiết diện IPE và 12 tiết diện HEB với các giá trị Ix và Sx đã công bố.

Các câu hỏi thường gặp

Làm thế nào để tính khả năng chịu tải của dầm thép chữ I?

Lấy mô đun chống uốn S của dầm, nhân với ứng suất uốn cho phép (0,66 x giới hạn chảy) để có mô men cho phép, sau đó chuyển đổi thành tải trọng bằng công thức tương ứng với điều kiện gối đỡ và tải trọng của bạn. Đối với tải phân bố đều trên dầm đơn giản, w = 8M/L². Sau đó kiểm tra riêng độ võng — trên các nhịp dài, độ võng thường là yếu tố quyết định.

Yếu tố nào kiểm soát, uốn hay độ võng?

Các dầm ngắn, chịu tải nặng thường bị kiểm soát bởi cường độ uốn. Các dầm dài hơn bị kiểm soát bởi độ võng, vì độ võng tăng theo lũy thừa bậc bốn của nhịp trong khi mô men tăng theo bình phương. Máy tính này thực hiện cả hai kiểm tra và báo cáo khả năng chịu tải thấp hơn.

Tôi nên sử dụng giới hạn độ võng nào?

L/360 là tiêu chuẩn cho sàn đỡ vật liệu hoàn thiện giòn, L/240 cho khung sàn và mái thông thường, và L/180 cho một số cấu kiện mái. Giới hạn càng nghiêm ngặt, tải trọng cho phép càng thấp.

Cấp độ thép có thay đổi khả năng chịu tải không?

Nó thay đổi khả năng chịu uốn tỷ lệ thuận với cường độ chảy — thép A992 (345 MPa) chịu được mô men lớn hơn khoảng 38% so với thép A36 (250 MPa) trên cùng một tiết diện. Nó hoàn toàn không thay đổi độ võng, vì tất cả thép kết cấu đều có cùng mô đun đàn hồi (200 GPa).

Công cụ này có phù hợp cho thiết kế cuối cùng không?

Không. Đây là ước tính ứng suất cho phép cho dầm đặc, được giằng ngang, gối đơn giản hoặc công xôn, chịu tải trọng tĩnh. Thiết kế thực tế phải tính đến mất ổn định uốn xoắn ngang, cắt và ép mặt ở bụng dầm, tổ hợp tải trọng và các hệ số theo tiêu chuẩn. Luôn luôn có kỹ sư có chuyên môn kiểm tra.

Công cụ liên quan: Nhịp dầm · Độ võng dầm · Trọng lượng kim loại · Chi phí dầm · Tất cả máy tính

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)