37. Порядок проектирования балок составного поперечного сечения.

Методика расчета балок составного сечения включает следующие этапы:

• определение расчетной схемы балки и расчетных усилий;

• определение высоты балки;

• подбор и проверка сечения балки;

• проверка общей и местной устойчивости;

расчет и конструирование узлов.

Расчётные схемы балок:

-балка на двух шарнирных опорах

-балка консольная

-балка с жёстким защемлением на опорах

Вид нагрузки:

-распределённая

-сосредоточенная

Назначение высоты балки

где h_min назначается из условия жесткости балки, h_opt из условия рационального распределения материала между элементами балки, а h_стр из принятой схемы сопряжения балок в балочном перекрытии.

Значение подбора сечения балок заключается в том, чтобы определить размеры элементов балки, так чтобы получился требуемый момент инерции балки, который удовлетворяет всем условиям ее работы.

Стальные балки, особенно составные, выполняются из нескольких относительно тонких пластинок, соединенных в единое целое уже при прокате с помощью сварки или болтов. При загружении отдельные зоны сечения могут оказаться сжатыми и выпучиться из плоскости пластинки. Это явление называется потерей местной устойчивости.

Потерявшие местную устойчивость зоны перестают воспринимать приходящуюся на них долю нагрузки и перераспределяют ее на сохранившие местную устойчивость участки сечения. Кроме того, потеря местной устойчивости носит случайный характер, делает сечение несимметричным, может вызывать косой изгиб вместо плоского и закручивание.  Перегрузка и ухудшение условий работы сечения быстро приводят к потере общей устойчивости и разрушению конструкций

38. Назначение высоты составных балок (оптимальная, минимальная высота балки, строительная высота перекрытия).

Высота балки определяется экономическими соображениями, максимально допустимым прогибом балки и в ряде случаев строительной высотой конструкции перекрытия, т. е. разностью отметок верха настила и верха помещения под перекрытием

При компоновке сечения балки в ходе назначения высоты сечения должны выполняться следующие требования

где h_min назначается из условия жесткости балки, h_opt из условия рационального распределения материала между элементами балки, а h_стр из принятой схемы сопряжения балок в балочном перекрытии.

Наибольшая высота  в большинстве случаев диктуется экономическими соображениями.

Масса балки состоит из массы ее поясов, стенки и некоторых конструктивных элементов, учитываемых конструктивным коэффициентом, причем с увеличением высоты балки масса поясов уменьшается, а масса стенки увеличивается.

Так как функции массы поясов и стенки с изменением высоты балки изменяются неодинаково - одна убывает, а другая возрастает, то должно быть наименьшее значение суммы обеих функций, т. е. должна быть высота, при которой суммарный вес поясов и стенки будет наименьшим. Высота эта называется оптимальной , так как она определяет наименьший расход материала на балку.

Наименьшая рекомендуемая высота балки  определяется жесткостью балки - ее предельным прогибом (второе предельное состояние). Минимальную высоту балки можно получить из формулы прогиба. Для равномерно распределенной по длине балки нагрузки:

Выбор высоты балки. Закономерности изменения высоты балки показывают, что наиболее целесообразно принимать высоту балки близкой к , определенной из экономических соображений, и не меньшей , установленной из условия допустимого прогиба балки. Естественно, что во всех случаях принятая высота балки в сумме с толщиной настила не должна превышать заданную строительную высоту перекрытия.

Высоту балки также следует согласовывать с размерами ширины листов по сортаменту. Желательно, чтобы стенка по высоте выполнялась из одного листа шириной не более 2000 - 2200 мм. Если необходима стенка большей высоты, приходится усложнять конструкцию балки устройством продольного стыка стенки.

Во всех случаях высоту составной балки в целях унификации конструкций рационально принимать в круглых числах, кратных 100 мм.