7.2.1. Область распространения и простейшие конструкции сплошных стальных балок

Наиболее простая конструкция стальной балки получается при использовании прокатных профилей. Чаще всего применяют про­катные двутавровые балки, иногда для устройства прогонов ис­пользуют швеллеры. Двутавровые балки просто незаменимы при относительно небольших пролетах (6—9 м) и небольших нагруз­ках. Балки из прокатных профилей не требуют каких-то специ­альных устройств, необходимо лишь выполнение конструкции опорной части и просверливание отверстий для крепления. Соеди­нение балок между собой выполняют на болтах или на сварке.

При больших пролетах и значительных нагрузках (от оборудо­вания, складируемых материалов и т.д.) применяются сварные балки сечениями, похожими на сечение сварных колонн, но с другими соотношениями размеров полок и стенки (в колоннах они приблизительно равны, в балках высота стенки может быть в не­сколько раз больше ширины полки). Неодинаковы также подхо­ды к назначению их толщины. Соединение поясов со стенкой в сварных балках осуществляется непрерывными угловыми швами, которые препятствуют взаимному сдвигу пояса и стенки, в них возникают порой значительные касательные напряжения. Выпол­нение сварных балок (рис. 7.5) на строительных площадках тех­нологически сложно, для этого требуется заводское оборудование.

При больших нагрузках и пролетах в сварных балках устраи­ваются ребра жесткости (поперечные или поперечные и продоль­ные), они необходимы для обеспечения устойчивости стенки, что является целью отдельного расчета, который выходит за рамки | нашего курса (рис.7.6).

Сварные балки редко используются в качестве одиночной конструкции, чаще они образуют систему несущих балок в со­ставе конструкции перекрытия (покрытия), которая называется балочной клеткой. В строительной практике нашли широкое распространение два вида балочных клеток: упрощенная, которая и представляет собой систему балок, опирающихся на стены, и нормальная балочная клетка, которая состоит из главных балок и балок настила (рис. 7.7) (настил представляет собой стальные листы или железобетонные плиты). Бывают и более сложные балочные клетки.

Главные балки, как правило, выполняются сварными, так как [ на них обычно приходятся значительные нагрузки и прокатные ! балки не удовлетворяют условиям прочности или жесткости. Прокатные балки используются в качестве балок настила.

Шаг балок настила а принимается 1,5—3,0 м; пролет /=6—9 м I и более, для главных балок эти размеры могут быть намного больше. Крепление балок настила к главным балкам осуществляется на болтах или, при их опирании на стены, выполняется свободным. Кроме рассмотренных существуют и другие виды балок, например перфорированные, которые выполняются из прокатных двутавровых профилей путем разрезания их на две части по стенке, а затем полученные части свариваются со сдвигом, это позволяет увеличить высоту двутавра в 1,5 раза, что значительно повышает его момент сопротивления W_x и как следствие — увеличивает не­сущую способность (рис. 7.8).

Существуют и другие виды стальных балок: предварительно напряженные; с использованием разных сталей в полке и стенке (дистальные); с гибкой стенкой; с круглыми отверстиями завод­ского изготовления в стенке и т.д.