Балки и балочные конструкции

Простейшая конструкция несущего настила состоит из стального листа, уложенного на балки и приваренного к ним (рис. а).Расстояние между балками, поддерживающими настил, определяется его несущей способностью или жесткостью.

Наиболее выгодное решение по расходу материала получается при минимальной толщине настила, так как в двутавровых балках, работающих на изгиб, материал используется лучше, чем в настиле прямоугольного сечения. Однако увеличение числа балок при тонком настиле резко увеличивает трудоемкость монтажа перекрытия, что нежелательно.

Поэтому для настилов рекомендуется использовать листы толщиной 6 — 8 мм при нагрузке; 8—10 мм при ; 10—12 мм при; 12—14 мм при. Приварка настила к балкам делает невозможным сближение опор настила при его прогибе под нагрузкой, что вызывает в нем растягивающие цепные усилия H, уменьшающие изгибающий момент и тем самым улучшающие работу настила в пролете (рис.б).

Опирание настила на параллельные балки позволяет считать, что он изгибается по цилиндрической поверхности. Для расчета такого настила мысленно вырежем из него полоску единичной ширины, закрепленную по концам неподвижными шарнирами (см. рис. б) и тогда ее прогиб под нагрузкой

где — - балочный прогиб в середине полоски от нормативной поперечной нагрузки qⁿ;

E₁I— цилиндрическая изгибная жесткость полоски, когда поперечные деформации невозможны; ;

υ — коэффициент Пуассона (для стали υ = 0,3);

H— сила растяжения полоски (распор);

— Эйлерова сила;

х — расстояние от левой опоры до места определения прогиба;

l — пролет настила.

А.Л. Телоян получил уравнение для определения отношения наибольшего пролета настила к его толщине (l/t) из условия заданного предельного прогиба

откуда приближенно

отношение пролета настила к его предельному прогибу.

Цепное усилие H, на действие которого надо проверить поддерживающую настил конструкцию и сварные швы, прикрепляющие настил к балкам, можно определить по приближенной формуле

коэффициент надежности для действующей на настил временной нагрузки.

Прокатные балки

В качестве прокатных балок, работающих на изгиб, обычно применяются двутавры по ГОСТ 8239 — 89, нормальные двутавры по ГОСТ 26020 — 83 типа Б, широкополочные двутавры типа Ш, и для прокатных прогонов скатных кровель — швеллеры по ГОСТ 8240 — 89. Разнообразие прокатываемого сортамента достаточно велико, и прокатные балки широко используются в конструкциях, где требуется момент сопротивления W< 13000 см³.

Прокатные балки из условий проката получаются достаточно «толстостенными», что обеспечивает лучшую устойчивость их поясов и стенки, так как их критические напряжения потери местной устойчивости получаются всегда больше предела текучести материала. Толстостенность балок позволяет также получать некоторый эффект за счет использования упругопластической работы их материала.