Какой выбрать профиль для консольной балки

На даче хочу сделать балкон шириной 120 см, для чего положить две стальных консольных балки, выдвинув их на 120 см.
Пол балкона деревянный. Балкон должен выдерживать нагрузку, эквивалентную весу двоих взрослых людей.
Достаточно ли для этой виденной на рынке трубы прямоугольного сечения 80х40мм. Толщина вертикальных стенок трубы (т.е. которые 80 мм, и которые, если я правильно понимаю, и будут нести основную нагрузку) - 4мм. Толщина горизонтальных стенок 5 мм.

И другой вопрос. Труба будет лежать на бетонных стенах цокольного этажа, расстояние между стенами 4,5 м. Надо ли мне учитывать тепловое расширение трубы, и если надо, то как? Не крепить ее жестко к стенам?

andrei186,балки, опирающиеся на 2 стены не могут быть одновременно консольными.
Лучше нарисуйте схему опирания балок балкона.
В любом случае в проф.трубе стенки имеют одинаковую толщину и для консоли 1200мм высота балки 80мм маловата, надо хотя бы 120мм, впрочем это зависит ещё от шага балок.

Samar написал :
andrei186,балки, опирающиеся на 2 стены не могут быть одновременно консольными.
Лучше нарисуйте схему опирания балок балкона.

Я тут рисовать не умею. Мне казалось я понятно написал. Попробую другими словами. Цоколь из бетонных блоков. Ширина цоколя 4,5 м. Я перекрываю цоколь балкой длиной 4,5+1,2=5,7м, так что с одной стороны эта балка торчит на 1,2 м

Samar написал :
В любом случае в проф.трубе стенки имеют одинаковую толщину

Я специально померил. Толщины стенок разные.
А что жестче, прямоугольная труба сечением 80Х40 или П-образный швеллер такого же сечения?

andrei186 написал :
А что жестче, прямоугольная труба сечением 80Х40 или П-образный швеллер такого же сечения?

дело в том, что профтруба изначально не предназначена для расчета силовых конструкций, в них традиционно используют швеллер.
80Х40 бывает с толщиной стенки от 2мм до 7мм, и это очень большая разница (несущие способности различаются в сотни раз).

sanya1965 написал :
в них традиционно используют швеллер.
80Х40 бывает с толщиной стенки от 2мм до 7мм, и это очень большая разница (несущие способности различаются в сотни раз).

Отлично, Саня, спасибо за грамотный ответ. Тогда можете порекомендовать оптимальнное сечение швеллера для моего случая? Может мне будет выгоднее положить швеллер со стенками в 2 мм, но высотой 120 мм, чем швеллер толщиной в 7 мм и высотой 80? Хотя подозреваю, что высокий но тонкий швеллер может скрутиться пропеллером? Но тогда может пОлки нужны пошире?

sanya1965 написал :
дело в том, что профтруба изначально не предназначена для расчета силовых конструкций

Можете пожалуйста уточнить, профтрубе не предназначена для РАСЧЕТА, или не предназначена для ИПОЛЬЗОВАНИЯ в силовых конструкциях? И почему? Если я правильно понимаю, несущей является боковая (вертикальная) стенка. У швеллера она одна, у трубы две, следовательно, труба должна быть жестче?

кладИте восьмерку (80\7), она обычно для таких дел используется.
теперь про толщину стенки... есть закон -"жесткость пропорциональна кубу толщины". и малейшее утолщение стенки (даже на 0,5мм) дает очень много в плане жесткости.
и еще забыл сказать -для наружных конструкций (где ржавчина весьма вероятна, в т.ч. от кислотных осадков) вообще профтрубу (в качестве силовой) не кладут. также она непригодна по причине внутреннего ржавления из-за конденсата закрытой коробчатой конструкции на границе "точки росы".

sanya1965 написал :
кладИте восьмерку (80\7)

Можете предположить, насколько опустится конец такой консоли длиной 120 см, если его нагрузить, скажем, 120 кг?
Я про то, что если я остеклю балкон, и консоль будет значительно играть, каждый раз, когда на него кто-то выйдет, остекление развалится.

sanya1965 написал :
теперь про толщину стенки... есть закон -"жесткость пропорциональна кубу толщины". и малейшее утолщение стенки (даже на 0,5мм) дает очень много в плане жесткости.

Вы не путаете толщину стенки с её высотой? Иначе получается, что один швеллер 80/7 эквивалентен восьми швеллерам 80/3,5 что трудно себе представить. А вот что один швеллер 160/7 заменит 8 швеллеров 80/7 выглядит правдоподобно

andrei186 написал :
Можете предположить, насколько опустится конец такой консоли длиной 120 см, если его нагрузить, скажем, 120 кг?
Я про то, что если я остеклю балкон, и консоль будет значительно играть, каждый раз, когда на него кто-то выйдет, остекление развалится.

про остекление -речи не шло, в ТЗ было "два человека на балконе".
консольные нагрузки можно посчитать в бесплатной программе balka 1.1

andrei186 написал :
Вы не путаете толщину стенки с её высотой? Иначе получается, что один швеллер 80/7 эквивалентен восьми швеллерам 80/3,5 что трудно себе представить.

нет, не путаю. изучайте сопромат.

Определитесь с нагрузкой, определитесь с допустимым прогибом, какой запас закладываете, и какой прокат доступен? Вот когда будет окончательное ТЗ вот тогда и посчитаем

sanya1965 написал :
нет, не путаю. изучайте сопромат.

Не целесообразно тратить такие усилия на такой частный вопрос.
Я с металлом не работал, но с деревом имею опыт. И скажу, что два бруса 100х50 (если их положить на короткую сторону) эквивалентны по сопротивлению на изгиб одному брусу 100х100. А брус 150х100, если положить на короткую сторону, как минимум в двое жестче, чем брус 100х100, хотя шире только в полтора раза. Разве в металле этот этот принцип в определенной мере не повторяется при нагрузках, далеких от разрушения, т.е. пока и дерево и металл ведут себя как что-то упругое?
Хорошо, если жесткость швеллера пропорциональна кубу толщины его стенки, то как жесткость зависит от ВЫСОТЫ швеллера?

Vidis написал :
Определитесь с нагрузкой, определитесь с допустимым прогибом, какой запас закладываете, и какой прокат доступен? Вот когда будет окончательное ТЗ вот тогда и посчитаем

Послушайте, здесь, судя по репликам, собрались люди, разбирающиеся и в теории и в практике. А такой человек может без расчетов, просто навскидку ответить на вопрос о ПРИМЕРНОМ прогибе стандартного швеллера под указанной нагрузкой. Я же не прошу, чтобы вы давали формальное заключение с подписями на соответствие СНИПам

andrei186 написал :
то как жесткость зависит от ВЫСОТЫ швеллера?

Чем выше - тем жёстче. Вы же сами написали:

andrei186 написал :
что два бруса 100х50 (если их положить на короткую сторону) эквивалентны по сопротивлению на изгиб одному брусу 100х100. А брус 150х100, если положить на короткую сторону, как минимум в двое жестче, чем брус 100х100,

НикВас написал :
Чем выше - тем жёстче. Вы же сами написали:

Вы умеете делать глубокие выводы. А то я думал, что чем выше, тем мягче.
Однако я интересуюсь количественной оценкой. Если, как тут говорят специалисты, жесткость (а в контексте этой темы мы имеем в виду сопротивление изгибу) пропорциональна кубу толщины стенки, а и без знания сопромата ясно, что высота стенки влияет на жесткость гораздо больше, чем ее толщина, то жесткость должна быть пропорциональна 4й степени высоты стенки? Или 5й? Я все же думаю, что уважаемый Саня1965, скажем так, оговорился по поводу толщины и куба

andrei186 написал :
И скажу, что два бруса 100х50 (если их положить на короткую сторону) эквивалентны по сопротивлению на изгиб одному брусу 100х100.

нет, не эквиваленты

andrei186 написал :
Разве в металле этот этот принцип в определенной мере не повторяется при нагрузках, далеких от разрушения, т.е. пока и дерево и металл ведут себя как что-то упругое?

дерево -не мономатериал, поэтому считать и сравнивать нельзя. Вы дуб имели в виду, сосну или макасар? или карельскую березу?

andrei186 написал :
без знания сопромата ясно, что высота стенки влияет на жесткость гораздо больше, чем ее толщина, то жесткость должна быть пропорциональна 4й степени высоты стенки? Или 5й?

нет, там нелинейная зависимость.
высота влияет, но считается по другим формулам.

andrei186 написал :
Я все же думаю, что уважаемый Саня1965, скажем так, оговорился по поводу толщины и куба

и поймите, что пока не будет точного ТЗ, ответы будут малоосмысленные. потому что задачу трактовать будет каждый по-своему.

Samar написал :
балки, опирающиеся на 2 стены не могут быть одновременно консольными

Класическая однопролетная шарнирно опертая балка с консолью.

sanya1965 написал :
бывает с толщиной стенки от 2мм до 7мм, и это очень большая разница (несущие способности различаются в сотни раз).

Не будет даже десятков раз, не то что сотен.

sanya1965 написал :
профтруба изначально не предназначена для расчета силовых конструкций, в них традиционно используют швеллер

Изначально она как раз для этого предназначена. Взять хоть типовую серию "Молодечно" как раз из квадратных и прямоугольных труб. Разве что сечение типа 80х40 чаще применяется в составе ферм, второстепенных настильных балок для площадок обслуживания или обрешетки. В качестве несущих балок сечение маловато, но все зависит в первую очередь от пролета (для консолей - вылета) и нагрузок. Да и швеллер - не панацея. очень плохо работает на косой изгиб, легче двутавра теряет устойчивость из плоскости.

Если это будет именно открытый балкон с легким ограждением, то есть стен не предвидится, то прогиб при шаге таких балок 60-80см на глаз я бы оценил в 1,5-2см. От двух человек. По нормам на балкон прикладывается нагрузка не от двух человек, а полосой вдоль ограждения, равной нагрузке в помещении, из которого выход на балкон, умноженной на ряд коэффициентов.

Стелить такие балки не совсем то, что нужно. Может сварить с них некое подобие двутавра (см. вложение)? Шурануть их с шагом 1...1,2м и дело с концом...

andrei186 написал :
просто навскидку ответить на вопрос о ПРИМЕРНОМ прогибе стандартного швеллера под указанной нагрузкой.

Просто на вскидку никто не скажет, если не знать окончательную нагрузку, даже ПРИМЕРНО, а то вначале 2 чела, потом остекление, а потом что? кирпичная кладка появится?

andrei186 написал :
Послушайте, здесь, судя по репликам, собрались люди, разбирающиеся и в теории и в практике.

Я не зря влез в эту тему, т.к. маленько разбираюсь в сопромате 8 лет нач. КБ по металлоконструкциям

Vidis написал :
вначале 2 чела

Причем не известно какого веса? По 50 кг каждый, или по 120кг?

sanya1965 написал :
нет, не эквиваленты

Правильно. В дереве два бруса 100х50 надежнее, чем один 100х100. Именно потому что не мономатериал. А по-вашему в металле швеллер 80/7 выдержит столько же, сколько 8 швеллеров 8/3,5 Можете уточнить, в используемой Вами маркировке цифра после дроби означает толщину именно стенки швеллера, или полки?

sanya1965 написал :
дерево -не мономатериал, поэтому считать и сравнивать нельзя. Вы дуб имели в виду, сосну или макасар? или карельскую березу?

Мы говорим о зависимости сопротивлению на изгиб от высоты балки. Она - формула зависимости, а не абсолютные значения - примерно одинакова что для березы, что для, извините, дуба, что для такой ценной породы дерева, как стоерос. Не знаю, с каким деревом в балках вы встречаетесь, а я все больше с сосной да елью.

sanya1965 написал :
нет, там нелинейная зависимость.
высота влияет, но считается по другим формулам.

Я без знания сопромата догадываюсь, что зависимость нелинейная, потому как влияние высоты балки на ее жесткость включает как минимум три фактора (растяжение-сжатие по краям, плечо - т.е. расстояние от осевой - на котором действуют эти силы и площадь сечения. Каждый из этих факторов влияет линейно - поэтому в совокупности как минимум должен быть куб.

sanya1965 написал :

??? Вы сам-то читали то, куда меня отсылаете?

sanya1965 написал :
и поймите, что пока не будет точного ТЗ, ответы будут малоосмысленные. потому что задачу трактовать будет каждый по-своему.

Далось вам это ТЗ. Хорошо, упрощу вопрос, сведя ее к стандартной задачке, которую студенты Бауманки решают на втором курсе, и которых Вы, судя по всему, пощелкали на своем веку достаточно:
Определить прогиб стандартной балки из швеллера 80/7, длиной 120 см, закрепленной жестко одним концом, под действием силы 1200Н, приложенной к свободному концу этой балки. Полагаю, Вам без справочника известен материал стандартного швеллера 80/7 и его модуль упругости

Vidis написал :
Просто на вскидку никто не скажет, если не знать окончательную нагрузку, даже ПРИМЕРНО, а то вначале 2 чела, потом остекление, а потом что? кирпичная кладка появится?
Я не зря влез в эту тему, т.к. маленько разбираюсь в сопромате 8 лет нач. КБ по металлоконструкциям

Задача остаётся без изменений - 2 чела средней комплекции. Про остекление и кирпичную кладку забудьте и не вспоминайте - это уже будет моя проблема и без претензий к Вам

Подкосы есть возможность поставить?

alexandrius написал :
Причем не известно какого веса? По 50 кг каждый, или по 120кг?

Можете дать ответ для Вашего собственного веса? И если Вы так любите точность, для Вашего собственного веса после хорошего ужина с пивом, но перед туалетом

Vidis написал :
Я не зря влез в эту тему, т.к. маленько разбираюсь в сопромате...8 лет работал в КБ 8 лет нач. КБ по металлоконструкциям

На виртуальных форумах перечисление званий, должностей и наград не катит. О компетенции судят по ответам по существу

andrei186 написал :
Можете дать ответ для Вашего собственного веса?

Могу с точностью до килограмма. Только смысл? Боюсь, меня на Вашем балконе не будет. В расчет я бы взял 200 кг.

andrei186 написал :
хорошего ужина с пивом, но перед туалетом

В носках или без? Да и пиво не пью...

alexandrius написал :
Не будет даже десятков раз, не то что сотен.

Вот и я так думаю, хотя он отсылает меня учить сопромат. Там зависимость ближе к линейной, а не куб

alexandrius написал :
Изначально она как раз для этого предназначена.

Вот видите, сколько специалистов, столько и противоположных мнений

alexandrius написал :
швеллер плохо работает на косой изгиб

Именно поэтому я и хотел трубу - она, кажется для косого изгиба лучше. Хотя у меня косой изгиб вроде не предвидится

alexandrius написал :
Если это будет именно открытый балкон с легким ограждением, то есть стен не предвидится

Стены будут каркасные - деревянная рама, утеплитель, сайдинг, высота стены - 2 м, думаю ейным весом можно пренебречь, добавив его к весу человека

alexandrius написал :
прогиб при шаге таких балок 60-80см на глаз я бы оценил в 1,5-2см.

Мне нужно знать прогиб одной балки под таким весом. Но и 1,5-2см уже много. Это Вы дали для трубы 80х40? А если швеллер со стенкой 10?
.

alexandrius написал :
Стелить такие балки не совсем то, что нужно. Может сварить с них некое подобие двутавра (см. вложение)?

Исключено. Нет сварочного аппарата, сам варить не умею и рядом никого нет. А какие преимущества даст двутавр по сравнению со швеллером?

alexandrius написал :
Могу с точностью до килограмма. Только смысл? Боюсь, меня на Вашем балконе не будет. В расчет я бы взял 200 кг.
В носках или без?.

В носках. Для надежности дня три нестиранных
Всеж дайте прогиб для одной балки для 120 кг. Для швеллера 10 см.
Я правильно понимаю, что в области малых деформаций, о которых мы сейчас говорим, прогиб будет линейно зависеть от нагрузки? И он будет обратимым, т.е. балка будет возвращаться в исходное положение при снятии нагрузки

andrei186 написал :
у меня косой изгиб вроде не предвидится

Верно.

andrei186 написал :
А какие преимущества даст двутавр по сравнению со швеллером?

При том же номере профиля выше несущая способность по всем пунктам. Масса тоже больше, то есть он дороже соответственно

Двутавр я предлагал в качестве варианта повышения несущей способности указанного профиля 80х40. Если не обязательно именно этот профиль ставить, то 10-го швеллера хватит вполне с шагом 0,8...1,2м.

Можно обойтись и трубой 80х40, если сделать подкосы от торца балкона в стену под 45 градусов.

alexandrius написал :
Подкосы есть возможность поставить?

нет