Компоновка и проектирование балок и балочных площадок

Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб. Их широко применяют в покрытиях, перекрытиях, балочных клетках, в мостах, эстакадах и др. соор-х. Широкое их применение определ-ся простотой формы, надежностью в работе.

По статической схеме метал-ие балки бывают:

-разрезные однопролетные,

-неразрезные многопролетные.

Неразрезные по расходу металла экономичнее, но весьма трудоемки в изготовлении, монтаже и очень чувствительны к осадкам опор и применяют редко.

Основной тип сечения-это симметричный двутавр (т.к. двутавр самое эффективное сечение при работе на изгиб).

На ряду с двутаврами широкое применение находят швеллеры. При небольших нагрузках и пролетах применяют прокатные балки, а при больших изгибающих моментах применяют составные балки: сварные, клепанные или на высокопрочных болтах.

Определяют max усилия, требуемый момент сопротивления сечения→из сортамента подбираем двутавр→проверяем прочность по нормальным напряжениям:

(с₁-коэф-т, учитыв-й упруго-пластическую работу материала), проверка прочности на опоре:

,

Определяют относительный прогиб.

Деревянные балки выполняют цельными либо составного сечения.

Цельные применяют в качестве несущих элементов перекрытий зданий. Пролеты их не превышают 6 м, что определяется ограниченной длиной цельной древесины. Значительно более экономичны составные балки. Их широкое применение обусловлено рядом преимуществ, связанных возможностью использования маломерных материалов и простотой изготовления. Большей частью это клееные конструкции (по характеру работы относятся к цельной балке). Менее распространены составные балки на пластинчатых нагелях. В этих конструкциях вследствие податливости связей происходит сдвиг отдельных элементов по шву сплачивания, что снижает их несущую способность по сравнению с клееными балками.

Клеедощатые балки классифицируются по:

1) очертанию поясов:

-прямолинейные,

-односкатные,

-двускатные,

-криволинейный верхний пояс,

2) форме сечения:

-прямоугольные,

-двутаврового сечения,

3) армированные (стержнями класса АII, АIV). Армирование балки позволяет сократить массу конструкции примерно на 40%.

Сорт древесины клеедощатых балок в крайних зонах 1-го сорта (на величину не менее 0,15h) не менее 2-х досок сверху и снизу, остальные 2-го или 3-го сорта.

Определяют геометрические характеристики сечения и проводят проверки:

- - проверка на прочность по нормальным напряжениям,

- - проверка на прочность по касательным напряжениям,

- на жесткость (прогиб),

- на устойчивость плоской формы деформирования (φ_м- коэффициент для изгибаемых элементов прямоугольного сечения)