Презентации / Балочные конструкции
.ppt
БАЛКИ И БАЛОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
2 |
Общие соображения |
Балка является простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб.
Область применения балочных конструкций:
Перекрытия и покрытия промышленных и гражданских зданий пролётом до 18 м;
Подкрановые балки и пути подвесного транспорта;
Мосты, эстакады.
3 |
Статические схемы балок |
Разрезные балки |
Неразрезные балки |
|
l
q
ql2
8
f
[+] Удобство монтажа
Инвестиционные и страховые риски для статически неопределимых конструкций меньше, чем для статически определимых
|
l |
l |
|
|
|
q |
|
|
ql2 |
ql2 |
|
|
8 |
8 |
|
0,375l |
ql2 |
0,5l |
|
14 |
|||
|
0,375 f
[+] Снижение расхода материалов [−] Чувствительность к осадке опор
4 |
Типы сечений балок |
Для элемента, изгибаемого в одной плоскости, наиболее эффективным является двутавровое сечение, так как оно характеризуется наибольшим
значением радиуса ядра сечения x
x WAx ;
Ядро сечения – это некоторая область вокруг центра тяжести сечения, внутри которой можно располагать
точку приложения продольной силы, не вызывая в
сечении напряжений разных знаков.
Швеллерное сечение при плоском изгибе является менее эффективным. Его целесообразно применять в балках, работающих на косой изгиб (например, для прогонов скатных кровель).
x x
x
Неправильная установка
x
x
x
5 |
Прокатные и составные балки |
|
(1) |
|
(2) |
(3) |
(4) |
||
|
По способу изготовления балки |
|
Сварные балки (2) из трёх листов, |
||||
|
|
||||||
|
могут быть прокатными и |
|
соединённых автоматической сваркой; |
||||
|
составными. |
|
Балки из элементов, соединённых болтами |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
Прокатные балки (1) выполняются |
|
или заклёпками (3), применяются при |
||||
|
из прокатных профилей сортамента. |
|
действии значительных динамических нагрузок; |
||||
|
Составные балки применяются, |
|
Балки с перфорированной стенкой (4), |
||||
|
когда в сортаменте не оказывается |
|
|
|
применяются при больших пролётах и |
||
|
|
|
|||||
|
профиля, способного воспринять |
|
сравнительно невысоких нагрузках. |
||||
|
действующую нагрузку: |
|
|
|
|
||
6 
Балки с перфорированной стенкой
Балки с перфорированной стенкой получают путём разрезания прокатного двутавра ломаной линией в продольном направлении и последующей сваркой.
линия разреза
h
1,5h
7 |
Проверка прочности балок |
Проверка прочности |
Условие проверки |
Положение |
Положение |
|
|
расчётного |
расчётной точки по |
|
|
сечения в |
высоте сечения |
|
|
однопролётной |
|
|
|
балке |
|
По нормальным напряжениям
По касательным напряжениям
|
|
M |
|
Ry c |
; |
в середине |
у наружных граней |
|
|
пролёта |
поясов |
||||
c1Wx |
|
(Mmax) |
( max) |
||||
|
|
R ; |
|
||||
Q Sx |
|
у опоры |
в середине высоты |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
s c |
|
(Q ) |
( ) |
|
|
tw Jx |
|
|
|||
|
|
|
|
|
max |
max |
|
|
|
|
|
|
|
||
По приведённым |
|
|
|
|
|
|
в месте |
в краевом участке |
напряжениям |
|
|
|
|
|
; |
изменения |
стенки на уровне |
|
2 3 2 1,15 R |
|||||||
(reduced = приведённый) |
|
red |
|
|
|
y c |
сечения |
поясных швов |
с1 и 1,15 – коэффициенты, учитывающие развитие пластических деформаций; для прокатных балок с1 = 1,12;
проверка по приведённым напряжениям производится только для составных балок.
8 |
Проверка жёсткости балок |
|
(расчёт по прогибам) |
||
|
Прогиб балки f от действия нормативной нагрузки qn не должен
превышать предельно допустимой величины fult, назначаемой по табл. 19 СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия:
f fult ;
Для свободно опёртой балки, загруженной равномерно распределённой нагрузкой фактический прогиб
f 5 qn l4 . 384 E Jx
9 |
Обеспечение местной устойчивости |
|
элементов составных балок |
||
|
главные
сжимающие
напряжения
hw
потеря местной устойчивости стенки от совместного действия и
|
tr |
поперечные |
|
рёбра жёсткости |
a 2hw |
|
|
|
|
bf |
bef max |
|
|
tf |
|
|
|
|
|
|
сж. |
|
h |
|
|
tw |
|
hw |
|
раст. |
|
|
|
|
||
hw |
|
t |
|
max |
0,6hw |
|
f |
|
|
|
|
|
|
совместная потеря местной устойчивости полки и стенки от действия
60
0,7h
40
br
продольные |
b hw |
40 мм |
|
рёбра жёсткости |
r |
30 |
|
|
|
|
|
10 |
Обеспечение местной устойчивости |
|
элементов составных балок |
||
|
Потеря местной устойчивости элементов составной балки проявляется в виде их выпучивания в местах действия наибольших сжимающих напряжений.
Местная устойчивость полки обеспечена, если
соблюдается условие: bef |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
E |
. |
||||
|
t f |
Ry |
||||
|
|
|
|
|
||
Стенку балки необходимо укреплять поперечными рёбрами жёсткости, если условная гибкость стенки w > 3,2 (п. 7.10 СНиП II-23-81*);
Местная устойчивость стенки, укреплённой рёбрами
жёсткости, обеспечена, если w 3,5 (п. 7.3 СНиП II-23-81*);
w hw Ry . tw E
bef
tf
hw
tw
bef – свес полки;
tf – толщина полки; hw – высота стенки; tw – толщина стенки.