Балки композитного сечения
Балки композитного сечения являются составными и включают деревянные ребра с вклеенными анкерами и монолитную железобетонную плиту. Могут применяться в виде пролетных строений мостов, чаще, пешеходных, в т.ч. над автодорогами и железнодорожными путями.
Общий вид композитной балки
Поперечное сечение пролетного строения моста
Высота деревянного ребра принимается равной:
(1/15-1/25) l - для разрезных балок;
(1/20-1/30) l - для неразрезных балок.
Толщина железобетонной плиты 
принимается равной 80-150 мм.
Расчетная ширина железобетонной плиты принимается равной расстоянию между ребрами, но не более 1/6 пролета.
При толщине плиты менее 1/10 высоты композитной балки расчетная ширина свеса принимается не более 6-кратной толщины плиты.
Рекомендуется угол наклона вклеенных анкеров a = 30-45°.
Расстояния между осями вклеенных анкеров вдоль волокон принимается не менее:
S 1 = 14 d при a = 30°; S 2= 10 d при a = 45°.
Расстояние от оси анкера до торца по направлению волокон следует принимать не менее 5 d.
Геометрия поперечного сечения
Опорная зона балки
Расстояния в направлении поперек волокон следует принимать:
S 2 ≥ 3 d - между осями анкеров;
S 3 ≥ 2 d, но не менее 30 мм - от оси анкера до кромки.
Особенности расчета балок композитного сечения
При нахождении изгибающих моментов, сдвигающих и отрывающих усилий между железобетоном и деревом, внутренних напряжений, а также при определении общих деформаций работа бетона принимается, как правило, упругой независимо от величины и знака напряжений в бетоне. В необходимых случаях учитывается ползучесть бетона.
В расчетах композитных балок, выполняемых в предположении упругости бетона, используют приведенные к древесине и бетону геометрические характеристики поперечных сечений этих балок
|
|
, и 
где Е b - модуль упругости железобетона;
Е - модуль упругости древесины вдоль волокон.
Изгибающие моменты, усилия и напряжения в элементах композитной балки общем случае определяются суммированием силовых факторов, возникающих на различных стадиях и этапах работы, соответствующих условиям возведения и загружения конструкции.
Расчет производится в 2 стадии:
1-я стадия - расчет деревянного ребра на вес железобетонной плиты;
2-я стадия - расчет на постоянные и временные нагрузки.
Напряжения по нижней грани деревянного ребра проверяют по формуле
,
где 
- напряжение в ребре на первой стадии;
- напряжение в ребре на второй стадии;
М 1 - изгибающий момент от веса железобетонной плиты;
М 2 - изгибающий момент от расчетной нагрузки (кроме веса железобетонной плиты);
W д = b р h р3/12 - момент сопротивления деревянного ребра;
- момент сопротивления композитного сечения, приведенного к древесине;
у - расстояние от нейтральной оси приведенного сечения до нижней грани балки.
Напряжения по верхней грани железобетонной плиты проверяют по формуле
,
где W b.пр - момент сопротивления для верхней грани композитного сечения, приведенного к бетону;
R b - расчетное сопротивление бетона сжатию.
Требуемое число анкеров в общем случае определяется из расчета на сдвиг по плоскости скалывания плиты и ребер.
Число срезов связей na, равномерно расставленных на участке с однозначной эпюрой поперечных сил, должно удовлетворять условию
|
|
,
где: М А, М В - изгибающие моменты в начальном А и конечном В сечениях рассматриваемого участка;
- приведенный к древесине статический момент расчетной площади железобетонной плиты относительно центра тяжести приведенного сечения;
I пр – приведенный к древесине момент инерции композитного сечения
Т - расчетная несущая способность одного анкера на сдвиг, определяемая по формуле
,
где F а - площадь поперечного сечения анкера;
R а - расчетное сопротивление материала анкера на растяжение;
d - номинальный диаметр анкера;
R b - расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие (призменная прочность).