Проверка 50Б2 закончилась использованием 14–16%: профиль несет нагрузку с многократным запасом, то есть перерасходует металл. Обратная задача — найти минимальный типоразмер, который еще проходит по всем критериям, — решается режимом подбора. Это проектировочный расчет в чистом виде: из усилий — к требуемому сечению, без ручного перебора таблиц.
Настройка подбора
В панели «Расчет», блок «Подбор и проверка сечения балки», включаем «Выполнить подбор сечения» и нажимаем «Подобрать сечение». Форма подбора запрашивает:
- Тип подбираемого сечения — прокат из сортамента, прямоугольное/квадратное или круглое сплошное. Берем сортамент: тип (двутавровое), страна, стандарт и серия — решатель будет перебирать типоразмеры выбранной серии снизу вверх. Тумблер «Повернуть сечение на 90°» ставит профиль на слабую ось — расчет пойдет по ее характеристикам.
- Состав проверки — тумблеры критериев: по нормальным напряжениям, по касательным, по третьей теории прочности.
- Прочностные характеристики — материал из базы (сталь с [σ] = 235 МПа) либо ручной ввод допускаемых напряжений. Форма подбора самодостаточна: ее пределы не наследуются от материала ранее назначенного сечения — поэтому в вердиктах подбора стоит 235 МПа, а в проверке 50Б2 — введенные вручную 240 МПа.
Результат подбора
«Выполнить расчет» — и решатель возвращает минимальный профиль серии с парой вердиктов: прочность — использование 51% (σ = 120 ≤ 235 МПа) и жесткость — использование 88% (f = 17.6 ≤ [f] = 20 мм) с бейджем «определяющий». Картина типична для длинных балок: типоразмер диктует не прочность, а прогиб — по напряжениям профиль загружен вполсилы, но следующий типоразмер вниз уже провалил бы жесткость. Использование 88% — рабочий диапазон: запас есть, металл не перерасходован.
Как решатель выбирает профиль
Из условия прочности вычисляется требуемый момент сопротивления W_тр = M_max/[σ]; по серии сортамента берется первый типоразмер с W ≥ W_тр, затем прогоняются все включенные проверки — если какая-то не проходит, перебор продолжается. При включенной проверке прогиба к условию прочности добавляется требуемый момент инерции из ограничения жесткости — профиль обязан пройти по обоим предельным состояниям. Контрольная оценка вручную сходится: по прочности достаточно W_тр = 57.57·10³/235 ≈ 245 см³, но условие жесткости с пределом L/300 требует большего момента инерции — его и обеспечивает подобранный типоразмер, работая по напряжениям лишь наполовину.
Тумблер «Учитывать собственный вес конструкции» в подборе работает итеративно: вес зависит от типоразмера, который еще не выбран, поэтому решатель добавляет погонный вес очередного кандидата к нагрузкам и повторяет проверки, пока профиль не подтвердит сам себя.
Подбор против проверки
- Проверка отвечает на вопрос эксплуатации: несет ли существующая балка новую нагрузку.
- Подбор — вопрос проектирования: какой минимальный профиль заложить в конструкцию.
- Оба режима используют одни и те же усилия из эпюр — менять схему или пересобирать нагрузки при переключении не нужно.
Результат подбора попадает в сводку, пошаговый отчет и экспортные документы — в записке будет и профиль, и обоснование его выбора.
Числовые примеры подбора — в разделе примеров: от эпюр до принятого сечения с проверкой напряжений.