Металлические конструкции – прочность и экономичность

Металлические конструкции любого здания выполняются в виде несущего каркаса. И очень важно провести расчет всех балок так, чтобы обеспечить прочностные характеристики и не допустить лишней металлоёмкости, а, соответственно, и стоимости работ. Стальные балки имеют такую конструкцию, что самая напряженная зона в работе на изгиб, это полки балки. А стенка балки менее нагружаема, поэтому эти особенности используются при расчете профиля проката. Балки сварной конструкции используются, в основном, при сооружении нестандартного оборудования, когда прокатные профили не подходят. Сварка дает возможность создавать балки самых разных размеров, как по длине, так и по высоте. Сварка позволяет рационально сочетать размеры горизонтальных стальных листов и вертикальной стенки или пояса балки.

Пояс может изготавливаться как из листового металла, так и из прокатных балок или швеллеров. В некоторых случаях, усиленные пояса могут изготавливаться из гнутых профилей. Кроме того, пояса, изготавливаемой сварным методом, балки могут быть многослойными, выполненными из нескольких листов металла.

Чисто математически вычислить требуемую массу металла, достаточную для безопасного сопротивления на изгиб, можно по параметру который показывает соотношение момента сопротивления данного профиля (W) к площади его сечения (А). Этот показатель W/A и является показателем точного расчета экономичности балки. W/A нужно просчитывать и с учетом длины балки, ведь он меняется в зависимости от длины безопорных пролетов конструкции.

Здесь проще изменить толщину горизонтальных полок балки, ведь усиление вертикальных поясов балки требует особой тщательности при сварных работах, а результат достигается одинаковый. То есть, горизонтальные пояса конструкции делают многослойными по толщине в самых нагруженных местах, снижая металлоемкость в местах минимальной нагрузки. Именно такие сэндвичи или балки переменного профиля позволяют наиболее экономно и, в то же время, надёжно использовать прочностные характеристики по всей длине стальных балок. Такие конструкции используются как несущие при сооружении перекрытий, кровель, лестничных пролетов, монтажных площадок и опор для монтажа станков и оборудования.

Распределение балок по каркасу конструкции имеет свою классификацию. Они разделяются на главные, которые опираются на колонны или стены и второстепенные, которые опираются на главные балки.