Балки и балочные конструкции. Типы балок и балочных клеток.

Балками называют конструктивные элементы сплошного сечения, работающие на изгиб. Металлические балки классифицируются по ряду признаков:

1) По статической схеме балки бывают разрезные,консольныеинеразрезные.

2) По типу сечения: прокатныеисоставные, в алюминиевых конструкциях применяют прессованныеисоставныебалки.

3) По способу соединения между собой элементов составные балки разделяются насварныеиклепаные.

а)б)в)

 а) прокатны

б) прессованные                   

 в) составные

4) Относительно горизонтальной оси сечение балки может быть симметричным и несимметричным.

Сечение составных балок могут компоноваться из элементов с разными марками стали. Часть стенки балки или даже вся стенка, работающая при изгибе на большей части с небольшими напряжениями, выполняется из менее прочной и более дешевой углеродистой стали, а пояса – из низколегированной стали.

Применяются и металлические предварительно-напряженныебалки, в которых в результате внутреннего перераспределения напряжений и применения напрягающих элементов из высокопрочной стали, достигается существенная экономия металла.

Система несущих балок, образующих конструкцию перекрытий, рабочих площадок, проезжей части мостов и других конструкций, называется балочной клеткой.

В зависимости от расчетной нагрузки и размеров в плане балочные клетки могут быть трех типов; а) упрощенные, б) нормальныеи в) усложненные.

Балки настила обычно проектируют из прокатных балок пролетом 5-7 м, что и определяет тип балочной клетки. Расстояние между балками настила

а = 0,6-1,6м при стальном настиле а = 2-3,5м при ж/б настиле.

Расстояние между вспомогательными балками 2-5м и оно должно быть кратно пролету главной балки. Главные балки опирают на колонны и располагают вдоль больших расстояний между ними.

Размер от нижнего пояса главной балки до верха настила называется строительнойвысотойбалочной клепки.

Сопряжение балок в клетке может быть этажным, в одном уровнеи пониженным.

Плоский стальной настил балочных клеток

а) – конструктивное решение шарнирно-б) – расчетные схемы

опертого и защемленного настила

Для настилов используют листы t = 6 14мм:

t = 6мм при нагрузке до 10 кн/м²;

t = 8 10мм при нагрузке до 20 кн/м²;

t = 12 14мм при нагрузке более 20 кн/м².

При нагрузках не превышающих 50 кн/м² и предельном относительном прогибе не более 1/ 150 прочность шарнирно закрепленного по краям стального настила всегда будет обеспечена и его надо рассчитывать только на жесткость. Работа и расчет настила зависит от отношения его расчетного пролета к толщине /t.

При /t<50 растягивающие напряжения незначительны, и ими можно пренебречь; настил в этом случае рассчитывают только па изгиб.

При /t>300 можно пренебречь напряжениями от изгиба и рассчитывать настил только на растягивающие напряжении от распора Н.

При 50< /t<300 должны учитываться напряжения и от изгиба, и от растяжения.

Жесткие настилы с отношением /t<50 применяют при очень больших нагрузках. Гибкие настилыНаиболее широко распространены настилы с отношением 50< /t<300.