Слайд 2
Одним из наиболее распространенных элементов стальных конструкций является
балка или элемент, работающий на изгиб.
Слайд 3
Область применения балок в строительстве чрезвычайно широка: от
небольших элементов рабочих площадок, междуэтажных перекрытий производственных или гражданских
зданий до большепролетных балок покрытий.
Слайд 4
Пролеты мостовых балок достигают 150...200 м, а нагрузка
на одну хребтовую балку котельного отделения ГРЭС при пролете
до 45 м составляет ~ 60*103 кН.
Слайд 5
Классификация балок
По статической схеме различают
однопролетные (разрезные), многопролетные(неразрезные),
консольные балки.
Слайд 6
Разрезные балки проще неразрезных в изготовлении и монтаже,
нечувствительны к различным осадкам опор, но уступают последним по
расходу металла на 10...12%.
Слайд 7
Неразрезные балки разумно применять при надежных основаниях, когда
нет опасности перегрузки балок вследствие резкой разницы в осадке
опор.
Слайд 8
Консольные балки могут быть как разрезными, так и
многопролетными.
Слайд 9
По типу сечения балки могут быть прокатными либо
составными:
сварными,
клепаными
болтовыми.
Слайд 10
В строительстве наиболее часто применяют балки двутаврового сечения.
Они удобны в компоновке, технологичны и экономичны по расходу
металла.
Слайд 12
Прокатные балки
Прокатные балки применяют для перекрытия небольших пространств
конструктивными элементами ограниченной несущей способности, что связано с имеющейся
номенклатурой выпускаемых прокатных профилей.
Слайд 14
Отсутствие сварных швов в областях контакта полок со
стенкой существенно уменьшает концентрацию напряжений и снижает уровень начальной
дефектности.
Слайд 15
Составные балки
В тех случаях, когда требуются конструкции, жесткость
и несущая способность которых превышает возможности прокатных профилей, используют
составные балки.
Слайд 20
Наибольшее применение получили балки двутаврового симметричного, реже несимметричного
сечений. Такие балки состоят из трех элементов - верхнего
и нижнего поясов, объединенных тонкой стенкой.
Слайд 22
Балки замкнутого сечения
Балки замкнутого сечения обладают рядом преимуществ
по сравнению с открытыми. К ним относятся:
Слайд 23
более высокая несущая способность
исключается изгибно-крутильная форма потери
устойчивости
Слайд 25
Бистальные балки
Снижение металлоемкости может быть достигнуто за счет
использования в одной конструкции двух различных марок сталей. Балки,
выполненные из двух марок сталей, называют бистальными.
Слайд 26
Балки с гибкой стенкой
Балки с гибкой (очень тонкой)
стенкой появились впервые в конструкциях каркасов летательных аппаратов.
Слайд 27
Плоская стенка в такой балке теряет устойчивость в
начальной стадии нагружения, приобретая вторую устойчивую форму - в
виде наклонно гофрированной либо вспорушенной ( в зонах с преобладающими напряжениями сжатия) поверхности.
Слайд 28
Балки с гофрированной стенкой
Одним из путей снижения металлоемкости
балок является гофрирование их стенок. В обычных балках толщина
стенок, как правило, определяется не условием прочности, а требованиями местной устойчивости.
Слайд 29
Постанова поперечных ребер смягчает ситуацию, позволяя уменьшить толщину
стенок и одновременно повышая крутильную жесткость балок, так как
ребра играют роль диафрагм и обеспечивают неизменяемость контура поперечного сечения.
Слайд 31
Балочные клетки
Балочная клетка представляет собой конструктивный комплекс, образованный
системой балок одного или нескольких направлений, предназначенный для восприятия
нагрузок и передачи их на колонны или стены.
Слайд 32
В зависимости от назначения, габаритных размеров, значения и
схемы расположения нагрузок, типа настила выбирают схему балочной клетки.
При этом рассматривают разные типы балочных клеток и выбирают наилучший.
Слайд 33
По схеме компоновки в плане различают три типа
балочных клеток: упрощенный, нормальный и усложненный.
Слайд 40
Расчет стальных прокатных балок
Расчет изгибаемых элементов производят по
двум основным пунктам:
1.Статический расчет
2.Расчет прочности
3.Расчет жесткости
Слайд 41
Статический расчет
рис. 1 Расчетная схема
Слайд 42
Определяем max изгибающий момент для балки, по формуле:
где:
q-равномерно
распределенная нагрузка на балку, кН/м;
l0-расчетная длина, м.
Слайд 43
Подбор сечения производится по значению момента сопротивления прокатной
балки, который вычисляют, по формуле:
Слайд 44
Теперь задаются типом сечения (чаще всего балки выполняют
в виде двутавра), по моменту сопротивления Wх, см3 принимают,
по сортаменту прокатных профилей, номер профиля.
Слайд 45
Из сортамента выписывают характеристики профиля:
-моменты сопротивления, см3 -моменты
инерции, см4;
- толщину профиля t, см ;
- высоту h,
см ;
- ширину b, cм.
Слайд 46
Проверка жесткости
Проверку производим по рассчитаным и принятым, по
сортаменту, характеристикам, по формуле:
Слайд 47
где:
-нормативное значение равномерно распределенной
нагрузки на балку, кН/см;
-момент сопротивления балки,
см4;
E-модуль упругости стали, кН/см2 ;