Шляхи підвищення ефективності балочних конструкцій

Спряження балок

З’єднання балок настилу з головною може бути двох типів:

1. Спирання зверху (поверхове розміщення балок рос. “этажное”)

Другорядні балки встановлюють на верхній пояс нижче розміщених конструкцій. Такий тип з’єднань зручний під час монтажу, але потребує великої конструктивної висоти перекриття.

Рис. 5.23. Поверхове розміщення балок

Можливий діаметр отворів та відстані між ними вміщені у сортамент (наприклад, у “Справочник конструктора металлических конструкций” під ред. Васильченко В.Т.)

2. Приєднання збоку

Розрахунок пов’язано з визначенням розмірів зварних швів або кількості болтів. Розрахункова сила—це опорна реакція допоміжної балки, підвищена на 20%. Це враховує позацентрову передачу зусилля на стінку головної балки.

Рис. 5.24. Приєднання балок збоку

Шляхи підвищення ефективності балочних конструкцій

Для підвищення ефективності конструкцій балок треба зменшувати їх матеріаломісткість, трудомісткість, вартість.

1. Зменшення трудомісткості найбільш радикально сприяє розширенню прокатування великорозмірних профілів. Такі балки є найдешевшими, не дивлячись на більші витрати металу порівняно з зварними балками.

2. Зварні двотаврові профілі треба виготовляти на потокових лініях, які широко механізовані і автоматизовані.

3. Трудомісткість і вартість балок зменшується при виконанні односторонніх зварних швів та односторонніх ребер жорсткості.

4. Зменшення металомісткості досягається використанням ефективних конструкцій:

Бісталеві балки

Використання сталі підвищеної міцності допомагає зменшити витрати матеріалу. Але ефективність буде досягнута при використанні міцної сталі лише у найбільш напружених елементах перерізу: тобто у поличках у середній частині прольоту. Менш напружені приопорні ділянки поличок і стінок виконуються зі звичайної маловуглецевої сталі.

Рис. 5.25. Граничний стан бісталевих балок
за критерієм обмежених пластичних деформацій в стінці

Особливістю роботи таких балок є те, що у зоні дії найбільших моментів біля поличок матеріал стінки працює за межею текучості. Ці ділянки стінки працюють в умовах обмежених деформацій, оскільки знаходяться між пружно працюючими поличками та більшою частиною стінки.

Несуча здатність перерізу складається з суми згинальних моментів, які сприймаються поличками та стінкою :

, ,

де —пружно-пластичний момент опору перерізу.

.

,

де —коефіцієнт, який враховує наявність пластичних деформацій у стінці.

Довжина ділянки поличок із високоміцної сталі знаходиться з епюри моментів із умов несучої здатності бісталевого і моносталевого перерізу.

Рис. 5.26. До розрахунку бісталевих балок

Підбір перерізу, перевірки міцності та стійкості аналогічні балкам складеного перерізу.