Конструкторське бюро "топінженер" - прокатна балка
прокатна балка
Прокатна балка використовується для перекриттів невеликих площ конструкцій з малою несучою здатністю. Це пояснюється переліком вживаних прокатних профілів. Прокатна балка незамінна в балкових клітинах, для перекриття невеликих просторів гаражів, підвалів, складів; її використовують в якості опорних брусів, які підтримує покрівлю, в конструкціях естакад.
Прокатна балка використовується для перекриттів невеликих площ конструкцій з малою несучою здатністю. Це пояснюється переліком вживаних прокатних профілів. Прокатна балка незамінна в балкових клітинах, для перекриття невеликих просторів гаражів, підвалів, складів; її використовують в якості опорних брусів, які підтримує покрівлю, в конструкціях естакад. На відміну від складових, прокатні балки більш металомістких, так як збільшується товщина їх стінок. Значно кращими таких прокатних виробів є менш трудомісткий виробництво, надійність у використанні; їх стінки не потрібно додатково зміцнювати ребрами жорсткості (виняток становлять опорні ділянки і ділянки додатки істотних сконцентрованих сил). Відсутність зварних швів в місцях з'єднання полки зі стінкою дозволяє знизити зосередження напруг і ступінь їх початкових дефектів.
Як правило, профілем прокатної балки є прокатний двотавр, який визначається державним стандартом №8239-72.
Номенклатура профілів в країні дозволяє одним двотавр приймати вигинає момент до 1000 кH м.
Як інший її профілю виступає швелер (державний стандарт 8420-72). Він нерівномірний, скручується при вигині, але має відносно широку полицю, краще діє на косою вигин. Тому він застосовується в якості основного профілю для прокатних опорних балок, що підтримують скатні покрівлі.
Перетину прокатних балок
Перетину прокатних балок визначають, виходячи з розрахунку згинального моменту, який і визначає необхідний момент опору прокатних балок за формулою Wтр = Ммакс ÷ R, де R - розрахунковий опір сталі вигину. Після того як обрана різновид металевого профілю опорних брусів по необхідному моменту опору, за переліком вибирають найбільший із сусідніх номерів. При статичному навантаженні загальна і місцева стійкість прокатної балки буде забезпечена за рахунок закріплення і дотичного напруження в місці найбільшого згинального моменту (вони не перевищать 0,3R). Для сталі підвищеної і високої міцності дозволено враховувати пластичну роботу матеріалу і розрахунок необхідного моменту опору Wтр; Wпл.тр. = Ммакс ÷ 1,12 R при вигині в площині стінки.
Wпл.тр. = Ммакс ÷ 1,2 R при вигині в площині полиць. Якщо є ділянка чистого вигину і умови, що дозволяють допускати пластичну роботу матеріалу, тоді момент опору прокатної балки буде рівним 0,5 (W + Wпл).
Перевірка прокатних балок
Підібране перетин прокатних балок перевіряють на міцність, виходячи з дій нормальних напружень, в залежності від можливості допускати упругопластические роботу опорних брусів за формулою:
Ơ = Ммакс ÷ W≤ R або Ơ = Ммакс ÷ Wпл ≤ R, де Wпл = 1,12W або 1,2W
Вибрані перетину перевіряють на міцність від дії дотичних напружень за формулою: τ = Qмакс S ÷ Јðст ≤ Rср,
де Qмакс - поперечна сила на опорі,
S - статичний момент половини перерізу прокатної балки порівняно стандартної осі,
Ј - момент інерції перерізу,
ðст - товщина стінки прокатної балки,
Rср - розрахунковий опір по зрізу.
Якщо прикладається навантаження через полку прокатного вироби в місце, не укріплене ребром, то стінка прокатної балки повинна бути перевірена на міцність від місцевого тиску за формулою: σ м = P ÷ ðz ≤ R.
де σ м - напруга зминання в стінці під вантажем,
P - розрахункова зосереджене навантаження,
ð - товщина стінки,
z = (b + 2R),
R-дистанція від зовнішньої межі полки прокатної балки до початку заокруглення стінки або товщина полиці в зварних балках.
Яку перевірку ще слід виконувати? Звичайно ж, перевірку загальної стійкості. Виняток в цьому відношенні складає розподілстатистичної навантаження на прокатну балку через настил, який постійно спирається на її стислий пояс і прокатні двотаври (при співвідношенні розрахункової довжини опорних брусів до її ширині).
Вільна розрахункова довжина прокатної балки визначається як дистанція між точками закріплення стиснутого пояса поздовжніми зв'язками, поперечними балками або поперечними зв'язками, що перешкоджають зсувів в поперечнику пояса металевих опорних брусів.
Перевірка стійкості прокатних балок швеллерного перетину відрізняється від перевірки балок з двотаврових перетином. Тому вона повинна проводитися з урахуванням вказівок будівельних норм і правил. Якщо буде виявлено, що стійкість прокатної балки недостатня, слід зменшити довжину стиснутого пояса, змінивши схему зв'язків.
Обстеження стійкості поясів і стінки прокатної балки не потрібно, так як вона гарантується їх товщиною, яку встановлюють за умовами прокату.