С развитием гражданского строительства становится актуальным вопрос применения новых конструктивных форм. Перспективным способом обеспечения несущей способности здания могут послужить сталежелезобетонные конструкции. Одним из вариантов сталежелезобетонных конструкций для создания систем перекрытия является комбинированная балка. Суть данной балки заключается в учете совместной работы стального профиля и железобетонной плиты, что кратно увеличивает прочность и жесткость конструкции. Поскольку сталежелезобетонные конструкции в гражданском строительстве применяются относительно недавно, требуется регулярное совершенствование нормативных документов и создание отработанных методик подбора и расчета комбинированных балок, а также способов оценки рациональности принятых решений.
Расчетные предпосылки приняты согласно своду правил и руководству по проектированию сталежелезобетонных конструкций. Источниками исходных параметров приняты соответствующие своды правил и ГОСТы на стальные двутавры, профилированные настилы и характеристики бетона. Расчет по прочности и жесткости проводился согласно методу предельных состояний. Уравнения равновесия для определения несущей способности сечения составлены на основании метода предельного равновесия. Результаты обработаны методами математической статистики. Критерий рационального сечения комбинированной балки сформулирован на основании абсолютной разницы максимального растягивающего усилия в стали и максимального сжимающего усилия в бетоне.
Определены максимальные изгибающие моменты и осевые моменты инерции для заданных комбинированных балок. Описан критерий рационального сечения комбинированной балки из условия максимального использования материалов сечения. Составлена методика подбора комбинированной балки. Предоставлен пример подбора согласно предложенной
методике.
Установлена необходимость продолжения совершенствования методов расчета и подбора комбинированных балок. Сформулирован критерий эффективности комбинированной балки, зависящий от характеристик элементов сечения. Описанная методика расчета комбинированной балки ускоряет и упрощает процесс первоначального подбора элементов, входящих в комбинированное сечение.
Ключевые слова: сталежелезобетонные конструкции, комбинированная балка, метод предельного равновесия, прочность, жесткость.
Об авторах
Голиков Александр Владимирович — канд. техн. наук, доц. каф. металлических и деревянных конструкций, Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ). Российская Федерация, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26; alexandr_golikov@mail.com
Гаранжа Игорь Михайлович — канд. техн. наук, доц. каф. металлических и деревянных конструкций, Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ). Российская Федерация, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26; garigo@mail.ru
Румянцев Николай Игоревич — магистрант каф. металлических и деревянных конструкций, Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ). Российская Федерация, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26; nicrumote@gmail.com
Федорова Анна Романовна — магистрант каф. металлических и деревянных конструкций, Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ). Российская Федерация, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26; fedorovaaa2004@gmail.com