11.4. Критерии усвоения После изучения темы Вы должны понимать:
Подбирая сечение балки, в первую очередь необходимо определить ее высоту, которая должна удовлетворять требованиям наименьшей металлоёмкости конструкции, необходимой жесткости и не превышать габариты, предусмотренные архитектурно-конструктивными решениями здания;
Оптимальная высота балки – высота при которой затраты материала наименьшие при заданных условиях проектирования ( пролёт, нагрузка, материал);
Минимальная высота балки – высота, при которой будет обеспечена необходимая жесткость балки при полном использовании прочности материала;
В оптимально запроектированной балке масса двух полок приблизительно равняется массе стенки;
Сечение балки подбирают по наибольшему значению изгибающего момента в середине балки. На участках, где усилия меньшие, прочность металла используется лишь частично. То есть можно уменьшить сечение балки на расстоянии около 1/6 пролета от опор и тем самым уменьшить затраты металла.
Проверка на прочность выполняется в точках, где по длине балки возникают наибольшие нормальные или касательные напряжения, а также где совместное действие нормальных и касательных напряжений может вызвать переход стали в пластическое состояние. Обязательно нужна проверка прочности балки в месте изменения сечения;
После изучения темы Вы должны знать:
Балки составленного сечения состоят из полок (поясов) и стенки, соединенных между собою в единое сечение. Наиболее распространенной является двутавровая форма симметричного сечения, образованная из трёх листов путем сваривания;
Для определения оптимальной высоты балки можно воспользоваться формулой:
;Минимальная высота балки определяется по формуле:
;Толщина стенки балки определяется по формуле:
;Площадь одной полки определяется по формуле :
;Стенка балки в месте соединения с полкой должна иметь достаточную прочность относительно действия приведенных напряжений. Приведенные напряжения следует проверять для всех сечений с неблагоприятным сочетанием нормальных, касательных и местных напряжений
;Проверку прочности элементов следует выполнять - в сечениях где действует максимальный изгибающий момент Мmax и максимальная поперечная сила Qmax
,
После изучения темы Вы должны уметь:
Компоновать сечение составной балки;
Изменять сечение балки по длине, путем уменьшения ширины поясов;
Выполнять проверку прочности составной балки при максимальных значениях момента и поперечной силы;
Выполнять проверку прочности балки в месте изменения сечения;
11.5. Выход темы в другие разделы курса и дисциплины
Информация, которая получена при изучении этой темы, используется при изучении как следующих тем курса «Металлические конструкции». Кроме того, эта информация используется также для изучения дисциплин «Технология изготовления металлических конструкций», «Испытание сооружений», «Реконструкция, ремонт и усиление металлических и железобетонных конструкций», «Технология возведения зданий и сооружений», «Специальные методы проектирования металлических конструкций», «Основы теории расчетов и проектирования прогрессивных строительных конструкций в сложных условиях эксплуатации».