С-образный профиль

Гнутый равнополочный с-образный профиль или кратко — с-профиль, изготовленный чаще всего из стали, широко применяется в строительстве и в машиностроении. Сечение с-профиля позволяет легко обшивать его листовым материалом со всех сторон. Легкий, прочный и достаточно жесткий...

...с-образный профиль продолжает успешно завоевывать рынок, обеспечивая экономию металла в проектах до 20% по сравнению с вариантом использования горячекатаных профилей. Каркасы стен, перегородок, подвесных потолков, перекрытий, рамы разнообразных установок, складские этажерки, мачты связи, заборы и ворота – вот далеко не полный перечень областей применения с-профилей.

С-образные профили массово изготавливают на профилегибочных станах из листового металлопроката. При единичном производстве используют листогибочные прессы.

На блоге уже есть статьи посвященные расчету геометрических характеристик сечения гнутых швеллеров и гнутых уголков. Данная статья продолжает эту тему.

Программа расчета геометрических характеристик сечения, представленная ниже, поможет спроектировать или выбрать необходимое сечение профиля с требуемыми прочностными параметрами.

Алгоритм и формулы, используемые далее, могут быть полезны желающим разобраться в основах сопромата и получить полные сведения о сечении. Некоторые важные и полезные характеристики, рассчитанные программой, вы не найдете в таблицах справочников, ГОСТов и ТУ.

Расчет в Excel геометрических характеристик поперечного сечения равнополочного с-образного профиля.

Работать с программой очень просто. Запускаем MS Excel, открываем файл с программой, заполняем 5 верхних строчек размерами, определяющими с-образное сечение, и считываем результаты!

На рисунке слева изображен чертеж сечения с-профиля на котором синим шрифтом обозначены вышеупомянутые 5 определяющих размеров.

Ниже представлены скриншот программы и формулы, по которым выполняется весь расчет в Excel.

Как выглядят эти формулы будучи введенными в ячейки листа D9...D52 можно посмотреть, скачав файл с программой по ссылке в конце статьи.

Геометрические характеристики элемента №1:

6. xc₁=S/2

7. yc₁=0

8. A₁=S*(H-2*S-2*R)

9. Ix₁=A₁*(H-2*S-2*R)²/12

10. Iy₁=A₁*S²/12

Геометрические характеристики элементов №2 и №2':

11. xc₂=xc_2'=S+R—4*(3*R²+3*R*S+S²)/(6*π*R+3*π*S)

12. yc₂=-yc_2'=H/2-xc₂

13. A₂=A_2'=π*S*(2*R+S)/4

14. Ix₂=Ix_2'=π*((R+S)⁴-R⁴)/16-A2*(4*2^0,5*(3*R²+3*R*S+S²)/ (6*π*R+3*π*S))²/2

15. Iy₂=Iy_2'=Ix₂

Геометрические характеристики элементов №3 и №3':

16. xc₃=xc_3'=B/2

17. yc₃=- yc_3'=(H— S)/2

18. A₃=A_3'=S*(B-2*R-2*S)

19. Ix₃=Ix_3'=A₃*S²/12

20. Iy₃=Iy_3'=A₃*(B-2*R-2*S)²/12

Геометрические характеристики элементов №4 и №4':

21. xc₄=xc_4'=B-S-R—4*(3*R²+3*R*S+S²)/(6*π*R+3*π*S)

22. yc₄=- yc_4'= yc₂

23. A₄=A_4'=π*S*(2*R+S)/4

24. Ix₄=Ix_4'=Ix₂

25. Iy₄=Iy_4'=Ix₂

Геометрические характеристики элементов №5 и №5':

26. xc₅=xc_5'=B-S/2

27. yc₅=- yc_5'=H/4-S/2-R/2+h/4

28. A₅=A_5'=S*(H/2- h/2- R— S)

29. Ix₅=Ix_5'=(H/2- S— R— h/2)³*S/12

30. Iy₅=Iy_5'=(H/2- S— R— h/2)*S³/12

Геометрические характеристики с-профиля:

31. A=A₁+2*A₂+2*A₃+2*A₄+2*A₅

32. Sx=0

33. Sy=xc₁*A₁+2*xc₂*A₂+2*xc₃*A₃+2*xc₄*A₄+2*xc₅*A₅

34. z₀=xc=Sy/A

35. yc=0

36. Ix=Ix₁+2*(Ix₂+yc₂²*A₂+Ix₃+yc₃²*A₃+Ix₄+yc₄²*A₄+Ix₅+  yc₅²*A₅)

37. Iy=Iy₁+(xc₁— xc)²*A₁+2*(Iy₂+(xc₂— xc)²*A₂+Iy₃+(xc₃— xc)²*A₃+Iy₄+(xc₄-xc)²*A₄+Iy₅+(xc₅-xc)²*A₅)

38. Wx=2*Ix/H

39. Wy=Iy/(B— xc)

40. Wк=S²*L/3

41. ix=(Ix/A)^0.5

42. iy=(Iy/A)^0.5

43. M=0.785*A

44. L=2*(B+H) -h-8*(R+S)+2*π*(S/ln (1+S/R))

С-образный профиль полностью определен с позиций сопромата. Расчет в Excel завершен. Выборочное сравнение результатов вычислений по представленной программе с табличными данными ГОСТ 8282-83 «Профили стальные гнутые с-образные равнополочные. Сортамент.» показало их полное взаимное соответствие.

Ссылка на скачивание файла: c-obraznyy-profil (xls 32,5KB).

Другие статьи автора блога

На главную