Балка-стенка

Балка с поперечным сечением, высота которого соизмерима с высотой пролета. Балки-стенки встречаются, главным образом, в железобетонных конструкциях промышленных зданий, элеваторов и т. п. Распределение напряжений в балке-стенке отличается от распределения их в обычных балках. Нормальные напряжения в поперечных сечениях изменяются по криволинейному закону, а нейтральная ось (при действии вертикальной нагрузки сверху вниз) располагается ближе к нижнему краю. Сжимающие напряжения по абсолютной величине меньше наибольших растягивающих, что зависит от соотношения между высотой и пролетом. Например, для квадратной балки-стенки, у которой высота равна пролету, нейтральная линия располагается на расстоянии 1/6 высоты от низа, величина наибольших растягивающих напряжений (в нижних крайних волокнах) получается в 2,5 раза больше, а наибольших сжимающих напряжений (в верхних точках) в 2 раза меньше тех, которые получаются, если исходить из гипотезы плоских сечений. Если высота балки-стенки значительно больше пролета, то наибольшие сжимающие напряжения возникают в волокнах, расположенных ближе к нейтральной оси. Для неразрезных балок-стенок очертание эпюры нормальных напряжений на опоре (от нагрузки сверху вниз) получается такое же, но с обратными знаками.

Расчет балки-стенки выполняется численным интегрированием дифференциальных уравнений плоской задачи теории упругости. Для упрощенного расчета используют аналогию, имеющуюся между бигармоническими дифференциальными уравнениями изогнутой пластинки и плоской задачи. Эффективными оказываются здесь методы электрического моделирования.