1) – стенка, 4) – поперечное ребро жесткости,2) – нижний пояс,3) – верхний пояс.

Пояса воспринимают большую часть М; стенка, воспринимает большую часть Q. Ребра жесткости обеспечивают местную устойчивость стенки.

Сечение составной балки должно удовлетворять требованием прочности, жесткости, общей и местной устойчивости и в то же время быть экономичным.

Расчет балки производится в такой последовательности:

Предварительный подбор сечения балки.

1) Подчитывают нормативные и расчетные нагрузки.

2) Устанавливают расчетную схему балки и по правилам строительной механики определяют  и  от расчетных нагрузок.

3) Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения

4) Устанавливают высоту сечения балки h исходя из 3-х условий

1) наименьшего расхода метала

2) требуемой жесткости балки

3) ограниченной строительной высоты конструкции перекрытия .

1)Оптимальная высота сечения балки (по минимальному расходу металла)

- гибкость стенки.

2)Минимальная высота сечения балки из условия требуемой жесткости (устанавливается из формулы для определения прогиба: f )

,

из практики установлены соотношения:

Высота балки ,м	1	1,5	2	3	4			5
Толщина стенки , мм	8-10	10-12	12-14	16-18		20-22	22-24
	100-125	125-150	145-165	165-185		185-200	210-230

Меньшие значения характерны для балок из сталей повышенной прочности.

5) Устанавливают толщину стенки (второй основной параметр).

Толщина стенки из условия прочности на срез

,

где -максимальная поперечная сила вблизи опоры.

Толщина стенки из условия обеспечения местной устойчивости стенки без укрепления продольным ребром жесткости (В балках h>2м это экономически не выгодно, в высоких балках , что требует укрепления продольным ребром).

                                .

Толщина стенки из опыта проектирования

,

Из практики установлены соотношения:

Высота балки ,м	1	1,5	2	3	4	5
Толщина стенки , мм	8-10	10-12	12-14	16-18	20-22	22-24
	100-125	125-150	145-165	165-185	185-200	210-230

6) Устанавливают требуемую площадь сечения поясов.

Требуемый момент инерции площади сечения балки .

Требуемый момент инерции, приходящийся на пояса ,

в то же время , откуда .

Компоновка сечения балки

При окончательной компоновке сечения балки надо руководствоваться следующим:

1) Окончательная высота балки h должна быть близкой к оптимальной .

2) Высоту стенки балки  следует принимать равной ширине прокатного листа. В целях унификации конструкции высота балки h должна быть кратной 100мм.

3) Принятая максимальная из требуемых толщина стенки  должна округлятся до целых значений мм. Обычно минимальную толщину стенки принимают не менее 8мм и назначают при толщине до 12мм кратной 1мм а при более 12мм – кратной 2мм.

4) Оптимальным сечением балки является сечение, у которого площадь сечения стенки равна площади сечения двух поясов.

5) Из условия общей устойчивости балки минимальную толщину поясного листа назначают в пределах: . Для удобства автоматической сварки эта ширина должна быть не менее 180мм.

     6) Местная устойчивость сжатого поясного листа считается обеспеченной, если ( в упругой стадии), где -свес полки.

7) Толщину поясного листа  обычно назначают в пределах 8-40 мм с градацией через 2 мм до толщины до 22 мм и далее 25, 28, 33, 40мм. Во избежание больших осадочных напряжений сварки рекомендуется выдерживать соотношение

Применение в поясах листов малоуглеродистой стали толщиной более 40 мм и из низколегированной стали более 32 мм. невыгодно из-за понижения расчетных сопротивлений.

8) Ширина поясного листа b_f назначается до 420 мм через каждые 20мм и далее 450, 480, 500, 530, 560, 600 и т.д. Назначать  более 600мм. не рекомендуется из-за неравномерного распределения нормальных напряжений.

Проверка прочности балки

1) Определяют геометрические характеристики принятого сечения .

2) По определенной площади определяют вес 1м длины балки, суммируют его с ранее подчитанной нагрузкой и уточняют расчетные усилия  и .

3) Проверяют нормальные напряжения по формуле ,

4) Если к верхнему поясу балки приложена сосредоточенная нагрузка  и при отсутствии ребра жесткости под сосредоточенной нагрузкой требуется проверка местных напряжений в стенке составной балки

,      .

При  кН под опираемую балку подводятся ребро жесткости, и проверка местных напряжений  в стенке составной балки не производится.

5) Проверка касательных напряжений

, .

Проверка жесткости балки

.