Прокатная балка

Прокатная балка используется для перекрытий небольших площадей конструкций с малой несущей способностью. Это объясняется перечнем употребляемых прокатных профилей. Прокатная балка незаменима в балочных клетках, для перекрытия небольших пространств гаражей, подвалов, складов; её используют в качестве опорных брусьев, которые поддерживает кровлю, в конструкциях эстакад.

Прокатная балка используется для перекрытий небольших площадей конструкций с малой несущей способностью. Это объясняется перечнем употребляемых прокатных профилей. Прокатная балка незаменима в балочных клетках, для перекрытия небольших пространств гаражей, подвалов, складов; её используют в качестве опорных брусьев, которые поддерживает кровлю, в конструкциях эстакад. В отличие от составных, прокатные балки более металлоемки, так как увеличивается толщина их стенок. Существенными преимуществами таких прокатных изделий являются менее трудозатратное производство, надежность в использовании; их стенки не нужно дополнительно укреплять ребрами жесткости (исключение составляют опорные участки и участки приложения существенных сконцентрированных сил). Отсутствие сварных швов в местах соединения полки со стенкой позволяет снизить сосредоточение напряжений и степень их начальных дефектов. 

Как правило, профилем прокатной балки является прокатный двутавр, который определяется государственным стандартом №8239-72. 
Номенклатура выпускаемых профилей в стране позволяет одним двутавром принимать изгибающий момент до 1000 кH м.
В качестве другого ее профиля выступает швеллер (государственный стандарт 8420-72). Он неравномерен, скручивается при изгибе, но имеет относительно широкую полку, лучше действует на косой изгиб. Поэтому он применяется в качестве основного профиля для прокатных опорных балок, поддерживающих скатные кровли.

Сечения прокатных балок

Сечения прокатных балок определяют, исходя из расчета изгибающегося момента, который и определяет необходимый момент сопротивления прокатных балок по формуле Wтр = Ммакс ÷ R, где R – расчетное сопротивление стали изгибу. После того как выбрана разновидность металлического профиля опорных брусьев по требуемому моменту сопротивления, по перечню выбирают наибольший из находящихся рядом номеров. При статической нагрузке общая и местная устойчивость прокатной балки будет обеспечена за счет закрепления и касательного напряжения в месте наибольшего изгибающего момента (они не превысят 0,3R). Для стали повышенной и высокой прочности разрешено учитывать пластическую работу материала и расчет требуемого момента сопротивления Wтр; Wпл.тр. = Ммакс ÷1,12 R при изгибе в плоскости стенки. 

Wпл.тр.= Ммакс ÷1,2 R при изгибе в плоскости полок. Если имеется участок чистого изгиба и условия, разрешающие допускать пластическую работу материала, тогда момент сопротивления прокатной балки будет равным 0,5 (W+Wпл).

Проверка прокатных балок

Подобранное сечение прокатных балок проверяют на прочность, исходя из действий нормальных напряжений, в зависимости от возможности допускать упругопластическую работу опорных брусьев по формуле:
Ơ = Ммакс÷W≤ R или Ơ = Ммакс÷Wпл≤ R , где Wпл = 1,12W или 1,2W

Выбранные сечения проверяют на прочность от действия касательных напряжений по формуле: τ = QмаксS ÷ Јðст≤ Rср,
где Qмакс – поперечная сила на опоре,
S – статический момент половины сечения прокатной балки сравнительно стандартной оси,
Ј – момент инерции сечения,
ðст – толщина стенки прокатной балки,
Rср – расчетное сопротивление по срезу.

Если прикладывается нагрузка через полку прокатного изделия в место, не укрепленное ребром, то стенка прокатной балки должна быть проверена на прочность от местного давления по формуле: σ м= P ÷ ðz ≤ R,
где σ м - напряжение смятия в стенке под грузом,
P – расчетная сосредоточенная нагрузка,
ð – толщина стенки,
z = (b+2R),
R–дистанция от внешней грани полки прокатной балки до начала закругления стенки или толщина полки в сварных балках.

Какую проверку еще следует выполнять? Конечно же, проверку общей устойчивости. Исключение в этом отношении составляет распределение статистической нагрузки на прокатную балку через настил, который постоянно опирается на ее сжатый пояс и прокатные двутавры (при соотношении расчетной длины опорных брусьев к ее ширине). 

Свободная расчетная длина прокатной балки определяется как дистанция между точками закрепления сжатого пояса продольными связями, поперечными балками или поперечными связями, препятствующими смещениям в поперечнике пояса металлических опорных брусьев.

Проверка устойчивости прокатных балок швеллерного сечения отличается от проверки балок с двутавровым сечением. Поэтому она должна проводиться с учетом указаний строительных норм и правил. Если будет обнаружено, что устойчивость прокатной балки недостаточна, следует уменьшить длину сжатого пояса, изменив схему связей. 

Обследование устойчивости поясов и стенки прокатной балки не требуется, так как она гарантируется их толщиной, которую устанавливают по условиям проката.

 

Закрыть