Процесс монтажа
Совместная работа элементов комбинированной конструкции начинается в процессе строительства, но становится эффективной только после его завершения. Для передачи нагрузок от собственного веса на комбинированную балку возможны следующие варианты:
1. Сталежелезобетонная балка подпирается по всей длине на время, пока связь между плитой и стальной балкой не станет эффективной. После этого собственный вес g и все появляющиеся в дальнейшем нагрузки р воспринимаются балкой составного сечения.
2. Монтаж без вспомогательных опор. Если стальная балка не имеет вспомогательных опор, то при укладке на нее железобетонных плит в ней возникает изгибающий момент от собственного веса Мg (2.1). Момент Мр, возникающий от нагрузки р, будет восприниматься уже составным сечением (рис. 2.2), в результате эпюра напряжений имеет вид 2.3. Этот способ монтажа не требует вспомогательных опор, но стальная балка должна иметь поперечное сечение, более мощное, чем в примерах 1 или 3.
3. Монтаж с вспомогательными опорами. Если стальная балка до появления нагрузки от бетона дополнительно подперта в одной или нескольких точках, то от веса железобетонных плит в стальной балке возникают значительно меньшие моменты (рис. 3.1). Вспомогательные опоры могут находиться на одной высоте с опорами А и В или быть немного выше. В последнем случае стальная балка получает предварительное напряжение.
Удаление вспомогательных опор после установки соединяющих элементов и затвердения бетона эквивалентно приложению сосредоточенных нагрузок, равных по значению и обратных по знаку опорным реакциям этих опор на сталежелезобетонную балку (рис. 3.2). Остальные нагрузки вызывают момент Мg в однопролетной балке (рис. 3.3). Окончательная эпюра напряжений в сталежелезобетонной балке (рис. 3.5) получается путем сложения эпюр напряжений трех рассмотренных состояний.
Типы поперечных сечений
4. Самый употребительный профиль для сталежелезобетонной балки при небольших пролетах и нагрузках — двутавровый PE-профиль. Двутавровый РВ-профиль применяется реже, так как при этом не может быть использован мощный верхний пояс.
5. Швеллер удобно использовать в качестве рандбалки. Если стенка швеллера находится в одной плоскости с торцовой стороной плиты, получается чистая гладкая поверхность. К швеллеру удобно крепить элементы простенков, панели фасадов, перила.
6. При больших пролетах и нагрузках выгодно вместо двутаврового РВ-профиля применять сварной двутавр с узкой верхней полкой. Асимметричный профиль может быть образован путем сварки двух тавров, полученных разрезкой двутавровых балок различного размера (6.1), или приваркой узкого листа к тавру, образованному разрезкой широкополочного двутавра (6.2), или сваркой двух широких полос стали и листа для стенки (6.3).
7. Составная балка «Префлекс» изготовляется фирмой того же названия; нижний пояс бетонируется на заводе, получает предварительное напряжение, возникающее от того, что балка перед обетонированием изгибается в сторону, обратную последующему нагружению. Приваренные арматурные стержни усиливают сцепление бетона со стальным двутавром. Этими мерами несущая способность балки повышается немного, но значительно уменьшается прогиб, что важно для балок больших пролетов.
8. В сталежелезобетонных балках верхний пояс должен иметь ширину, достаточную для крепления к ней плиты в процессе монтажа. В крайнем случае железобетонная плита крепится к верхним узловым фасонкам, а верхний пояс стальной фермы может быть очень узким или вообще отсутствовать.