Составные балки. Компоновка и подбор сечения. Высота балок.

Составные балки, как правило, выполняют сварными. Их сечение обычно состоит из трех листов: вертикального (стенки) и двух горизонтальных (полок), которые сваривают на заводе автоматической сваркой. Для экономии материала в составных балках часто изменяют сечение по длине в соответствии с изменением эпюры изгибающих моментов. В составных балках из однородного материала можно также использовать упругопластическую работу материала стенки балки с теми же ограничениями, что и для прокатных балок. Однако в составных балках гибкость стенки (отношение ее высоты к толщине) всегда больше, чем в прокатных; эффект увеличения несущей способности получается меньше, чем в прокатных. Ухудшение местной устойчивости стенки при увеличении ее гибкости часто требует дополнительных конструктивных мероприятий по ее обеспечению, что еще больше уменьшает положительный эффект от использования упругопластической работы материала балки.

Высота балки определяется экономическими соображениями, мак­симально допустимым прогибом балки и в ряде случаев строительной высотой конструк­ции перекрытия, т.е. разностью отметок верха настила и верха помещения под перекрыти­ем. Обычно строительная высота задается технологами или архитекторами. Оптимальная рекомендуемая высота в большинстве случаев диктуется экономическими соображениями.

Коэффициент к зависит от конструктивного оформления балки — конструктивных коэффициентов поясов и стенки. к = 1,2... 1,15 для сварных балок и к = 1,25... 1,2 для балок с фрикционными соединениями.

В.М.Вахуркин вывел зависимость оптимальной высоты балки от заданной гибкости стенки:

Полученная оптимальная высота балки является наиболее рациональной, так как отступление в ту или другую стороны от высоты h_опт вызовет увеличение расхода материала на балку. Отступление действительной высоты от оптимальной на 20 % приводит к изменению массы балки примерно на 4 %.

Наименьшая рекомендуемая высота балки h_min определяется жесткостью балки — ее предельным прогибом (второе предельное состояние).Минимальную высоту балки можно получить из формулы прогиба. Для равномерно распределенной по длине балки нагрузки

где р_n и g_n — временная (с учетом в необходимых случаях динамического коэффициен­та) и постоянная нормативные нагрузки на единицу длины балки (без коэффициента надежности по нагрузке); l — пролет балки; EJ — жесткость балки на изгиб.

Для балки, равномерно нагруженной по длине

Для балок, рассчитываемых с учетом упругопластической работы материала, минимальная высота

Дата добавления: 2015-09-06