складові балки

1. Генеральні розміри балки: проліт балки, відстань між балками (крок балок) і висота балки. Проліт балки зазвичай задається технологічними умовами. Відстань між балками (крок балок) визначається довжиною стандартних залізобетонних (або інших) плит, які застосовуються для настилу по балках. При інших типах настилу оптимальна відстань між балками виявляється порівнянням варіантів (див. Приклад 8.5).

Будівельна висота - розмір, в межах якого повинна знаходитися висота балки. Якщо за умовами технології задані відмітки верху і низу балки, то будівельна висота дорівнює різниці цих відміток. Такі випадки зустрічаються при проектуванні підкранових балок і мостів. У цивільних будівлях будівельна висота визначається товщиною міжповерхового перекриття, яка зазвичай задається в архітектурній частині проекту (8.3).

Таким чином, будівельна висота ЬСтр - габарітний1 розмір, який задається конструктору.

Мінімальна висота - найменша висота балки, при якій її прогин ще не перевершує допустимого і при цьому напруги використовуються повністю. Для розрізний балки лмін визначають за формулою (8.1). Можна запроектувати балку, прогин якої не перевищує граничного, а висота менше мінімальної. Але в такий балці нормальні напруги обов'язково вийдуть менше розрахункового опору і внаслідок Недонапряженіе неминучий перевитрату металу. Однак на це іноді йдуть, наприклад, якщо задана будівельна висота менше мінімальної висоти.

Оптимальна висота балки h0 "т. Вага балки може бути розбитий на вагу поясів і вага стінки. Якщо запроектувати кілька варіантів складовою балки з однаковим моментом опору, але різної висоти, то виявиться, що вага стінки пропорційний висоті, а вага поясів зменшується з її збільшенням. Оптимальною називається висота, при якій балка із заданим моментом опору виходить при найменшій витраті металу.

Вони використовуються при попередньому підібравши розмір складовою балки, для контролю правильності обчислень, незамінні при швидких розрахунках на будмайданчику, коли під рукою немає таблиць сортаменту.

3. Попередній підбір поперечного перерізу зварної балки. При проектуванні балок завжди слід спробувати використовувати цілісний прокатний двотавр або гнутий профіль. При великих прольотах і навантаженнях може виявитися, що необхідний момент опору більше моменту опору найпотужнішого з цих профілів, наявних. У цьому випадку буде обгрунтовано застосування більш дорогий і трудомісткою балки складеного профілю.

Підбір перерізу зварної балки ведуть в такій послідовності.

1. Підраховують нормативні та розрахункові навантаження, встановлюють розрахункову схему і визначають максимальний розрахунковий згинальний момент.

2. Обчислюють необхідний момент опору WTV-M / R (підбір перерізу виробляють в припущенні пружної роботи матеріалу).

Вибір висоти балок, що входять до складу балочної клітки, повинен проводитися одночасно з вирішенням питання про тип сполучення балок (при обмеженій будівельної висоті застосування поверхового сполучення змусить знизити головну балку; см. Приклад 8.3).

Розрахунок починається з того, що з точних формулах опору матеріалів визначають найважливіші геометричні характеристики поперечного перерізу балки - момент інерції /, момент опору W і ін. Для балок, що мають ослаблення поперечного перерізу, крім характеристики брутто обчислюють ще характеристики нетто. Студентам, які не мають великого досвіду роботи на логарифмічною лінійкою, для виявлення грубих помилок рекомендується отриману ними величину W зіставити з наближеним значенням цієї характеристики, обчисленої за формулою (В.Б ") (різниця зазвичай не повинна перевищувати 5%).

Потім уточнюють навантаження (враховують власну масу), після чого виконують перевірки, зазначені в § 3 гл. 6. У ряді випадків частина перевірок можна опустити (наприклад, для балок постійного перерізу, навантажених рівномірно розподіленим навантаженням, не треба проводити перевірку по приведених напруженнях; для балок, по стиснутому поясу яких покладена суцільна залізобетонна плита, не треба перевіряти загальну стійкість і т. д.). Не слід думати, що в добре запроектованої балці все розрахункові перевірки повинні виконуватися на межі. Ця вимога обов'язково тільки для перевірки за нормальними напруженням, де не допускається перенапруження, а Недонапряженіе більше 5% уникають (але в балках, переріз яких підібрано по жорсткості, Недонапряженіе неминучі). При інших перевірках запаси можуть бути будь-якими, якщо це обгрунтовано конструктивними соображеніямі1 і не веде до обваження конструкції. Послідовність розрахунків вказана в прикладі 8.4.

У перетинах, де змінюється ширина поясів, одночасно діють великі про та істотні т, тому необхідна перевірка наведених напруг сгпрів за формулою (6.19).

У нерозрізних балках місця зміни перетину найкраще визначати графічно ([2], с. 167).

6. Стики складових балок. Стики балок бувають заводські і монтажні. Перші доводиться влаштовувати на заводі через недостатню довжини прокатних профілів в порівнянні з довжиною балки. Розміщення цих стиків обумовлено довжиною наявного прокату (крім того, стики не повинні збігатися з місцем приєднання поперечної балки, з ребрами жорсткості і т. Д.). Стик - вразливе місце конструкції, тому заводські стики влаштовують вразбежку (т. Е. Не в одному перерізі). Для спрощення виготовлення заводські стики бажано розташовувати симетрично щодо середини балки (це створює велику повторюваність елементів). Монтажні стики роблять при неможливості транспортування елементів в цілому вигляді. Монтажні стики для зручності складання влаштовують універсальними: все прокатні елементи балки з'єднують в одному перерізі (або в безпосередній близькості від нього). Бажано, щоб в монтажному стику не було тонких виступаючих елементів, які можуть бути погнуті при перевезенні. Слід прагнути так проектувати монтажні стики, щоб монтажний елемент міг бути приєднаний до вже зібраної конструкції тільки вертикальним опусканням без горизонтального переміщення уздовж поздовжньої осі елемента.

Монтажні стики ділять конструкцію на окремі частини, які називаються відправних елементами, або відправних марками. Число монтажних марок має бути мінімальним, тому їх вага і довжина повинні бути найбільшими для даних умов. Бажано, щоб вага і довжина всіх марок були приблизно однаковими. При перевезенні залізничним транспортом висота відправних марок може досягати 3,8 м, ширина - 3,2 м, довжина 13 м (при перевезенні на одній чотирьохвісної платформі) і 27 м (при перевезенні на сцепе з двох платформ). Вантажопідйомність залізничної платформи 50-60 т, бажано повніше використовувати її. Відомі випадки перевезення залізницею конструкцій довжиною до 45 м. Гранична вага відправних марки визначається вантажопідйомністю двох платформ і може досягати 120 т.

На заводах зварювання зазвичай виконують автоматом. Розрахункові опори таких швів встик і основного металу однакові на стиск і розтяг. Тому заводські стики в стінці і поясах здійснюються прямими встик і можуть розташовуватися навіть в самих напружених перерізах балки.

Монтажні стики теж краще влаштовувати прямими. Але на монтажі зварювання зазвичай проводиться вручну без використання так званих фізичних методів контролю якості швів.

Для зниження усадочних напруг при зварюванні монтажного стику балки необхідний певний порядок накладення швів (показаний цифрами на 8.4). Останніми накладають поясні шви 4 і 5, які на заводі залишають незаварених на довжині 500 мм з кожного боку стику (інакше в швах 2 і 3 можуть виникнути усадочні тріщини).