Хотя стоимость их значительно ниже, чем составных балок, они тяжелее, так как по условиям прокатки материал в них распределяется не так выгодно, как в составных балках. В соответствующих конструкциях (легкие концевые балки мостовых кранов, рамы тележек и т. п.) весьма рациональны гнутые профили швеллерного типа, обладающие как малым весом, так и малой стоимостью.

Составные балки бывают одностенчатыми и двухстенчатыми (рис. 68). Нижний предел применения составных балок ограничивается сортаментом прокатных балок и гнутых профилей. Верхний предел практически неограничен и для самых мощных конструкций используются составные балки коробчатого типа.

Высота стенки, примерно равная высоте балки, выбирается в зависимости от ее статической схемы. Наибольшая высота h ограничивается условием получения балки минимального веса (4.3); наименьшая — условием ограничения прогиба и времени затухания колебаний (см. п. 10 и 11).

Оптимальная высота балки может быть определена расчетом. Использовать полностью материал балки это значит осуществить соответствующий изгибающему моменту определенный момент сопротивления W. Задача имеет множество решений. Найдем высоту балки h при условии ее минимального веса, обеспечивающую получение данного W [1031.

Пусть вес единицы длины балки

G = Gn + Gc, (4.1)

где Gn = 2Fny — вес двух поясов площадью Fn; Gc ^ P^Ay — вес стенки, причем у коробчатой балки 8С — толщина обеих стенок, у — удельный вес.

Конструктивный коэффициент р зависит от веса диафрагм и ребер жесткости. В среднем Р = 1,2 при отсутствии продольных ребер и р = 1,3 при наличии одной пары продольных ребер. .

Будем анализировать вес единицы длины балки постоянного сечения. Момент инерции балки

откуда

Подставляем значение Fn в формулу (4.1). Тогда