Пути усовершенствования балочных конструкций

Усовершенствование возможно через новые конструктивные формы:

· балки с перфорированной стенкой

· бистальные балки

· предварительно напряженные балки

· балки с гибкой стенкой

· балки с гофрированной стенкой

1. Балки с перфорированной стенкой

Образуются путем разрезки стенки прокатного двутавра по зигзагообразной линии с последующей раздвижкой и сваркой встык частей двутавров по выступам стенки.

Несущая способность сквозных двутавров в 1,3-1,5 раза выше чем у исходного двутавра,что определяется их большей высотой

Если на балку опираются сосредоточенные грузы, они должны располагаться над сплошными участками.

Более экономичны сквозные двутавры для однопролетных балок, если:

- верхнюю часть изготавливают из малоуглеродистой стали, нижнюю- из высокопрочной

- верхнюю часть из двутавра с более толстой стенкой нижнюю – с более тонкой.

2.Бистальные балки.

Если балки полностью изготовлены из высокопрочной стали, полностью все преимущества такой стали не используются, т. к. в стенке балки и в сечениях вблизи опор напряжения значительно меньше расчетных сопротивлений, а также местная устойчивость элементов из высокопрочной стали менее благоприятна, чем у таких же элементов из малоуглеродистой. Поэтому часто целесообразно применять бистальные балки, в которых сталь повышенной прочности применяется только в наиболее напряженных участках поясов, а вся стенка и пояса вблизи опор- из малоуглеродистой.

3.Предварительно напряженные балки

Предварительное напряжение осуществляется следующими способами:

- с помощью высокопрочной затяжки, помещаемой вблизи растянутого пояса, причем:

1)в разрезных балках- в средней части нижнего пояса

2)в неразрезных – в пролетной части у нижнего пояса и на участках у промежуточных опор в верхнем поясе.

При этом применяются балки с уменьшенным сечением нижнего пояса.

В таких балках сначала исчерпываются предварительные напряжения, обратные по знаку напряжениям от внешней нагрузки. Это увеличивает протяженность упругой работы основного материала конструкции.

Значительное суммарное растягивающее усилие в затяжке от ее предварительного напряжения и от действия внешней нагрузки делают рациональным изготовление ее из высокопрочных материалов (стальных канатов, пучков проволоки и т. д.)

4.Балки с гибкой стенкой

Если в балке двутаврового сечения, работающую на изгиб, уменьшать толщину стенки, то часть момента, воспринимаемая поясами, увеличивается. Суммарная площадь сечения поясов и стенки при этом уменьшается.

Ребра жесткости устанавливаются через (1-1,5)h. Стенка, потеряв устойчивость, образует складки между ребрами, направленные вдоль главных растягивающих напряжений («закритичекая» работа стенки) и балка продолжает нести нагрузку. Балка при этом как бы превращается в раскосную систему, в которой роль растянутых раскосов выполняют растянутые участки стенки, а роль сжатых стоек- ребра жесткости.

Применяются при статической нагрузке до 50кН/м из стали с

5.Балки с гофрированной стенкой.

Балки с гофрированной стенкой -разновидность балок с гибкой стенкой.

Стенка толщиной 2-8мм гофрируется на специальном стане, к ней специальным автоматом привариваются пояса.

Изгибающий момент воспринимаются почти исключительной поясами. Местная устойчивость гофрированной стенки, которая работает как оболочка со значительно большей жесткостью на изгиб, обеспечивается лучше и не требует ребер жесткоти.

Применяются при пролетах до 30 м.

Дата добавления: 2014-01-07