Общая характеристика балочных конструкций

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 8Следующая ⇒

Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб. Их широко применяют в конструкциях гражданских, общественных и промышленных зданий, в балочных площадках, междуэтажных перекрытиях, мостах, эстакадах, в виде подкрановых балок производственных зданий, в конструкциях гидротехнических шлюзов и затворов и в других сооружениях. У металлических балок основным типом является двутавровое симметричное сечение. Мерой эффективности, т. е. выгодности сечения балки как конструкции, работающей на изгиб, является отношение момента сопротивления к площади сечения, равное ядровому расстоянию p=W/A. Сравнение ядровых расстояний круглого, прямоугольного и двутаврового сечений, показывает, что двутавровое сечение выгоднее прямоугольного в 2 и круглого в 3 раза, так как в этом сечении распределение материала наилучшим образом соответствует распределению нормальных напряжений от изгиба балки. Поэтому металлические балки конструируют главным образом двутаврового сечения, чему способствует хорошая работа металла на касательные напряжения, позволяющая делать стенку балки достаточно тонкой.

В зависимости от нагрузки и пролета применяют балки двутаврового и швеллерного сечения, прокатные или составные - сварные, болтовые или клепаные. Предпочтение отдается прокатным балкам как менее трудоемким, но ограниченность сортамента делает невозможным их применение при больших изгибающих моментах.

В строительстве нашли применение тонкостенные балки, балки из гнутых профилей, прессованные, составные из алюминиевых сплавов, а также бистальные балки, т. е. балки, сваренные из двух марок стали, и балки предварительно напряженные.

Чаще применяются балки однопролетные, разрезные, которые наиболее просты в изготовлении и удобны для монтажа. Однако по расходу металла они менее выгодны, чем неразрезные и консольные. Неразрезные балки благодаря наличию опорного момента, разгружающего основные моменты в пролетах, более экономичны по материалу. Они обладают большой чувствительностью к изменениям температуры и осадкам опор, а поскольку в практике строительства рекомендуют делать крайние пролеты меньше средних для сохранения постоянства сечения, то их конструкции являются немассовыми (индивидуальными), а применение их - сравнительно редким.

При проектировании конструкции балочного покрытия рабочей площадки цеха, проезжей части моста или другой аналогичной конструкции необходимо выбрать систему несущих балок, обычно называемую балочной клеткой.

Балочные клетки подразделяют на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный.

Компоновка балочных конструкций

Балочные клетки подразделяют на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный.

В упрощенном типе балочной клетки настил опирается непосредственно на главные балки (рис. 7.3, а). В нормальном типе нагрузку от настила воспринимают балки настила, опирающиеся на главные балки (рис. 7.3, б). Это позволяет уменьшить пролет настила и значительно сократить расход материалов на него. В усложненном типе нагрузку от балок настила воспринимают вспомогательные балки, располагаемые на расстоянии 2–5 м, передающие ее затем на главные балки (рис. 7.3, в). Это иногда позволяет сократить расход материала на балочную клетку, но резко увеличивает количество монтажных элементов и трудоемкость монтажа. Балки настила и вспомогательные обычно выполняются из прокатных двутавров.

Компоновка балочных клеток: а – упрощенный тип;

б – нормальный тип; в – усложненный тип

Выбор типа балочной клетки связан и с вопросом о сопряжении балок между собой по высоте. Сопряжение балок может быть этажное, в одном уровне и пониженное. При этажном сопряжении балки, непосредственно поддерживающие настил, укладываются на главные или вспомогательные. Это наиболее простой и удобный в монтажном отношении способ сопряжения балок, но он требует наибольшей строительной высоты. При сопряжении в одном уровне верхние полки балок настила и главных балок располагаются в одном уровне, а на них опирается настил. Этот способ позволяет увеличить высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия, но существенно усложняет конструкцию опирания балок.

Настилы балочных клеток

В стальных балочных клетках применяется настил из стали и сборных железобетонных плит. Сборные железобетонные плиты применяются при пролете до 3 м и нагрузке до 35 кПа. Стальной щитовой настил размерами до 3х12 м с ребрами снизу может использоваться при размере ячейки 0,5х1,5 м и применяется в упрощенном типе балочных клеток.

В качестве стального настила чаще всего применяются плоские стальные листы толщиной 6–14 мм и более под нагрузки 10–30 кПа и более. При нагрузке до 50 кПа и относительном прогибе 1/150 регламентирующим условием являются допустимые деформации. Настил приваривается к балкам, и в запас прочности крепление считается шарнирным и неподвижным .

Статическая схема настила

Пролет настила назначают с учетом размеров ячейки балочной клетки между сварными швами, при этом нужно учесть шаг балок настила. Расчет ведется для полосы настила 1 м. Определив норму прогиба n0, из условия заданного предельного прогиба определяем пролет настила

где – модуль упругости стали при стесненном изгибе, – коэффициент Пуассона; q – нормативная нагрузка на настил. Корректируем и l , добиваясь их соответствия. Определяем прогиб настила от поперечной нагрузки

Проверка деформаций производится по формуле

Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 2083; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!