Балка: основні види, рекомендації по використанню

Балка являє собою складовою лінійний елемент несучої конструкції, що має мінімум дві точки опори (спирається на обидва кінці) і працює на вигин. Використання балки направлено в першу чергу на розподіл вагового навантаження всієї конструкції. Найбільш часто застосовується горизонтальне використання балки, яка компенсує вертикальну поперечне навантаження. А саме вагове тиск балки компенсується вертикальними елементами, горизонтальна поверхня яких є точкою опори для балки. Подальша компенсація доводиться на опори конструкції, якщо відсутні додаткові проміжні елементи. Таким чином, взаємокомпенсації вагових навантажень дозволяє забезпечити стійкість і надійність всієї конструкції.

Види балок в будівництві

На фото: балки двотаврові в пристрої покрівлі

Існує велика кількість офіційних класифікаторів елементів будівельних конструкцій. Нижче буде представлено дві найбільш об’єктивні класифікаційні схеми.

Класифікація будівельних балок по виду матеріалу

  • Сталева балка являє собою поперечний або поздовжній елемент несучої конструкції, виконаний із спеціальної, вуглецевої або низьколегованої сталі методом гарячого або холодного металопрокату. Головне достоїнство сталевих балок: оптимальна ступінь міцності при роботі на вигин. Застосовуються при зведенні конструкції, яка передбачає підвищену вагове навантаження або високий ступінь небезпеки: підвісні дороги, шахтні стовбури і так далі.

  • Залізобетонна балка являє собою будівельний елемент лінійного типу, застосовуваний в несучої конструкції з метою перерозподілу ваги і підвищення стійкості всієї конструкції і складається з композиційного матеріалу: бетонна матриця, посилена сталевими арматурами. Залізобетонні балки є дешевшим аналогом сталевих балок і застосовуються на об’єктах зі стандартною ваговій навантаженням: житлове будівництво, зведення будівель промислового типу.

  • Дерев’яна балка являє собою елемент несучої дерев’яної чи іншої полегшений конструкції, виконаний з деревини. Широко застосовується для зведення житлових і господарських споруди з дерева.

Класифікація будівельних балок по типу торцевого перетину

  • Перетин прямокутного типу. Доцільно у використанні в прольотах з малою довжиною.
  • Перетин «L»-типу. Застосування доцільно при конструюванні фасадів споруд.
  • Стандартні і двосхилі таврові балки (перетин «T»-типу). Оптимально підходять для прольотів середньої довжини. В
  • Балка двотаврова. Мають підвищену стійкість і використовуються для довгих прольотів.
  • Перетин «V»-типу. Використовуються як додатковий елемент для посилення несучої конструкції.
  • Перетин «VT»-типу. Використання в якості прогонів.

Двотаврові балки в свою чергу діляться на підкатегорії:

  • Балка двотаврова з паралельними гранями полиць. Стандарти і розміри представлені ГОСТом 26020-83.
  • Стандартна двотаврова балка з кутом нахилу граней полиць від 6 до 12%. Стандарти і розміри представлені ГОСТом 8239-89.
  • Спеціальна двотаврова балка, стандарти і розміри представлені ГОСТом 19425-74. Діляться на два підтипу з маркуванням: «M» – двотаврова балка має кут нахилу граней до 12%; «C» – двотаврова балка має кут нахилу граней до 16%.

Окремо необхідно розглянути такий елемент несучої конструкції, як ригель (іноді має найменування: ригеля балка). Ригель в переважній більшості випадків буває залізобетонним і на відміну від стандартної балки є невід’ємним елементом рами (балка – це самостійний елемент конструкції). Ригель широко використовується при влаштуванні опалубки.

Розрахунок міцності балки при роботі на вигин

Для розрахунку міцності балки на прогин (тобто визначення ваги, який даний елемент несучої конструкції здатний витримувати без появи деформацій та інших провідних до руйнування конструкції факторів) потрібно враховувати цілий ряд факторів, основними з яких є:

  • Довжина балки. Чим коротше балка, тим більше навантаження вона здатна витримати.
  • Матеріал, з якого виготовлена ​​балка. Сталь є найбільш міцним матеріалом.
  • Поперечний переріз балки (площа і форма). Чим більше площа, тим більше допустима навантаження на вигин.
  • Спосіб закріплення балки в несучої конструкції. Багато в чому залежить від форми перерізу. Балка двотаврова кріпиться найбільш міцно.

Для розрахунку максимального навантаження на вигин використовують формули опору матеріалів. Для спрощення процесу можна використовувати онлайн-калькулятор, що дозволяє отримати досить точне значення на основі введених даних.

Рекомендації при виборі будівельних балок і зведенні конструкцій

  • Основним фактором при виборі балки для зведення несучої конструкції є розрахунок ваги максимального навантаження при впливі поперечних вертикальних сил. Однак, в районах з нестабільними кліматичними умовами і високим ступенем сейсмологічної небезпеки необхідно провести розрахунок дії поперечних горизонтальних сил.
  • Профілі двотавру можуть мати в маркуванні наступні літери: Б, Ш, К. Розшифровка: Б – стандартна, Ш – широкополочних і К – колонна двотаврова балка відповідно.

Вибрати оптимальні профілі балки при будівництві – забезпечити довговічність і надійність конструкції!

Ссылка на основную публикацию