Балка – представляет собой длинномерный элемент, длина которого значительно больше характерного размера для поперечного сечения. В составе строительных конструкций балка работает, главным образом, на изгиб, поэтому ее рекомендуется изготавливать с тонкостенным поперечным сечением. Наиболее востребованными являются балки двутаврового сечения , представляющие собой Н-образный профиль, который образован двумя параллельными полками и соединяющей их стенкой.
Рис.1 - Двутавровые балки на холодильнике прокатного стана
В строительстве используются балки перекрытия из различных материалов. Наиболее востребованным вариантом является сварной или катанный двутавр. Расчет металлических балок перекрытия ведется, исходя из количества опор, схемы опирания на стены и крепления к основанию, условий эксплуатации и других факторов. На основании расчета выбирается наиболее экономически приемлемый вариант балки.
При необходимости выполняется усиление металлических балок перекрытия. Такие мероприятия требуется проводить, если в процессе эксплуатации этот элемент подвергается горизонтальным нагрузкам, которые могут привести к снижению его характеристик и разрушению. Во избежание этого явления металлические балки усиливают одним из следующих способов:
- применение накладок для увеличения сечения (рис. 2а, 2б);
- обетонирование (рис 2в);
- использование шпренгеля (рис. 2г);
- применение распорных или натяжных устройств для регулировки напряжений (рис. 2 д, 2е);
- использование дополнительных опор (рис 2 ж, 2з).
Рис. 2 - Методы усиления балок
В зависимости от метода изготовления выделяют следующие виды металлических балок перекрытия:
- горячекатаные двутавры – наиболее дешевый и простой вариант, который предполагает использование серийно выпускаемого проката;
- сварные, болтовые, клепаные балки – изготавливаются специализированными предприятиями и позволяют решать нестандартные строительные задачи.
Горячекатаные двутавровые металлические балки перекрытия
Основной объем используемого в строительстве двутавра изготавливается горячей прокаткой из непрерывнолитой заготовки. В зависимости от технологии производства и геометрических характеристик продукции выделяют несколько групп балок.
Двутавры с уклоном граней полок по ГОСТ 8239
Этот вид продукции отличается наличием уклона внутренних граней полок относительно внешних в пределах 6-12°. Такая продукция имеет следующие характеристики:
- выпускаемые профили – от балки 10 до балки 60 (число обозначает высоту в сантиметрах);
- ширина профиля – от 55 до 190 мм;
- толщина стенки – от 4,5 до 12 мм;
- толщина полок – от 7,2 до 17,8 мм.
В качестве балок перекрытий могут использоваться усиленные двутавры с уклоном полок по ГОСТ 19425, который изначально разрабатывались для изготовления подвесных путей и армирования шахтных стволов.
Рис.3 - Балка, имеющая уклон полок
Двутавры с параллельными гранями по ГОСТ 26020
В последнее время в строительстве отдается предпочтение более экономичным двутаврам, имеющим параллельные грани полок. Кроме указанного стандарта, такая продукция также производится по СТО АСЧМ 20-93 (имеет незначительное отличия по геометрии).
Характеристики нормальных двутавров:
- выпускаемые профили – от балки 10Б1 до балки 100Б4 (число обозначает высоту в сантиметрах, буква «Б» - нормальный профиль, последняя цифра – номер типоразмера в группе с одинаковой высотой);
- ширина профиля – от 55 до 320 мм;
- толщина стенки – от 4,1 до 19,5 мм;
- толщина полок – от 5,7 до 32,5 мм.
- выпускаемые профили – от балки 20Ш1 до балки 70Ш5 (Ш – широкополочный тип);
- ширина профиля – от 150 до 320 мм;
- толщина стенки – от 6,0 до 23,0 мм;
- толщина полок – от 9,0 до 36,5 мм.
- выпускаемые профили – от балки 20К1 до балки 40К5 (К – колонный тип);
- ширина профиля – от 200 до 400 мм;
- толщина стенки – от 6,5 до 23,0 мм;
- толщина полок – от 10,0 до 35,5 мм.
Рис.4 - Балка, имеющая параллельные полки
Сварные, болтовые и клепаные балки перекрытия
Такой вариант используется, когда размеры металлических балок перекрытия отличаются от стандартных или катаные двутавры не удовлетворяют расчетным условиям по общей устойчивости, жесткости либо прочности. Кроме того, предпочтение «сборным» балкам отдается в случае их большей экономичности или лучшего уровня эксплуатационных характеристик.
Чаще всего используется сварная балка, которую изготавливают путем сварки автоматом под флюсом. На предварительном этапе осуществляется раскрой, зачистка и правка металла, разделка кромок под сварку, а затем, непосредственно, процесс соединения элементов в единое целое. После сварки готовое изделие правится для устранения термических деформаций (грибовидности).
Таким образом можно получать не только стандартные типоразмеры, но и изделия переменного сечения, усиленные или бистальные двутавры.
Ба́лка - это конструктивный элемент, представляющий собой горизонтальный или наклонный брус , работающий преимущественно на изгиб . На практике, как правило, горизонтально расположенная балка воспринимает вертикальную поперечную весовую нагрузку, но в отдельных случаях необходимо учитывать влияние и вероятных горизонтальных поперечных сил (например, ветровую нагрузку или при учёте возможного землетрясения ). Нагруженная балка, в свою очередь, воздействует на опоры, которыми могут являтьсяколонны , подвесы , стены или другие балки (перекладины). Затем нагрузка передаётся далее и в итоге, в большинстве случаев, воспринимается конструктивными элементами, работающими насжатие - опорами . Отдельно можно выделить случай ферменной конструкции , в которой стрежни покоятся на горизонтальной балке.Прочностные качества балки зависят от нескольких её характеристик:
площадь и форма её поперечного сечения;
длина балки;
материал балки;
способ её закрепления.
В современных сооружениях используются, как правило, стальные , железобетонные или деревянные балки. Одним из самых распространённых типов поперечного сечения стальной балки является двутавровое сечение. Двутавровые балки используют при возведении каркасов зданий и мостов. Также применяют тавровые балки , швеллеры , балки с полым профилем (в частности,трубы ), балки с угловым профилем сечения. Балка может быть:
26. Определения расчетных усилий в балках методом линии влияния. Суть метода.
По линиям влияния можно определить усилие в данном сечении от любой подвижной и постоянной нагрузок.
Неподвижная нагрузка
Усилие в данном сечении определяется по линиям влияния от постоянной нагрузки в соответствии с рис. 2.5 по формуле:
где J – усилие в данном сечении; F i – сосредоточенный груз; Y i – ордината линии влияния под грузом; q i – интенсивность распределённой нагрузки; – площадь ЛВ искомого усилия в пределах загружения; M i – сосредоточенный момент; – тангенс угла наклона ЛВ в точке приложения момента.
Рис. 2.5. Определение усилий по ЛВ от постоянной нагрузки
Правило знаков
За положительное направление внешней нагрузки принимается:
направление F и q сверху вниз;
направление М по ходу часовой стрелки;
Знаки ,, берутся с линий влияния со своим знаком.
Подвижная нагрузка
Если в данном сечении сооружения от подвижной системы грузов возникает наибольшее значение усилия J , то положение нагрузки является невыгодным. При невыгодном положении нагрузки один из грузов обязательно находится над вершиной линии влияния и называется критическим.
Определение усилий по линиям влияния в случае действия подвижной системы сосредоточенных грузов заключается в отыскании критического груза и производится в следующем порядке:
один из грузов устанавливается над одной из вершин линии влияния, при этом наибольший груз следует устанавливать над наибольшими ординатами линии влияния;
критический груз определяют методом попыток, проверяя, удовлетворяется ли критерий опасного положения нагрузки.
Двутавр (балка двутавровая) — разновидность сортового металлопроката, отличающаяся высокой несущей способностью. Имеет узнаваемое Н-образное сечение, которое и предопределяет технические характеристики изделия. Один из самых востребованных материалов в различных промышленных сферах.
Вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте с актуальными ценами на новую двутавровую балку и .
Назначение и сфера применения
Двутавровые балки используются в качестве несущих элементов при возведении металлоконструкций и в крупнопанельном строительстве. Применение проката данного типа позволяет упростить проектные решения без потери несущей способности сооружений. Чаще всего двутавры используются для решения следующих технических задач:
Допускается применение балок этого типа при сооружении любых конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по несущей способности. Рекомендовано размещение двутавра в теле бетонной конструкции, при открытом монтаже требуется обязательная антикоррозийная обработка.
Преимущества изделия
Специфическая форма сечения обеспечила отличную несущую способность этого конструктивного элемента. По сравнению со стандартными прямоугольными профилями двутавр обладает повышенной в 7 раз прочностью и более чем в 30 раз жесткостью. По своим конструктивным особенностям двутавр близок швеллеру, но последний в основном используется при возведении более легких конструкций, он не сможет эффективно работать при значительной нагрузке.
Массовость применения двутавровых балок определена следующими преимуществами.
- Высокая устойчивость к деформациям на изгиб и кручение.
- Повышенная несущая способность.
- Уменьшенный вес по сравнению с другими типами металлопроката с аналогичными техническими характеристиками.
Особенности производства
На практике применяют две основных методики изготовления двутавровых балок.
- Технология горячего проката, позволяющая обеспечить выпуск изделий в промышленных масштабах.
- Изготовление двутавров с применением сварочных технологических линий. Сварные балки отличаются более точной геометрией, но уступают горячекатаным по некоторым техническим параметрам.
Производство данного вида несущих конструктивных элементов осуществляется с применением высокоуглеродистых низколегированных сталей, что предопределяет обязательную антикоррозийную обработку при открытом монтаже.
В соответствии с ГОСТ 27772-88, регламентирующим производство горячекатаного фасонного проката, для изготовления двутавров должна применяться сталь следующих марок: С 235, 245, 255, 275, 285, 345, 345К, 375.
Существующие классы и соответствующие ГОСТы
Все выпускаемые методом проката разновидности двутавров можно разделить на три основных класса, требования к которым определяются действующими стандартами.
Сварные изделия выпускаются на основании технических условий производителя ТУ У 01412851.001-95. Отдельные производители используют свои собственные ТУ для производства того или иного типа двутавров.
По особенностям сечения выделяют следующие категории продукции:
- Балки с нормальной шириной полок (Б).
- Двутавры с увеличенной шириной полок (Ш).
- Колонные двутавровые балки (К).
- Монорельсовые двутавры (М).
- Балки специальной серии для особо сложных условий (С).
Производители осуществляют отгрузку партий с кратной, кратной мерной, немерной длиной двутавров. Стандартные размеры предполагают изготовление изделий длиной от 4 до 13 метров, производство балок, выходящих за пределы указанных параметров, может быть организовано по согласованию непосредственно с производителем.
Особенности расчета потребности
При определении количества необходимого для различных конструкций материала, выбора способа транспортировки необходимо знать соотношение размеров и массы двутавровых балок. Необходимость перевода одной величины в другую возникает так же при разработке проектной документации.
Решить данную проблему можно при помощи онлайн калькуляторов, а в случае их отсутствия рекомендуется воспользоваться специальными таблицами, приведенными в нормативных документах.
Так для горячекатаных стальных двутавров соотношение приведено в следующей таблице.
А для определения общей площади поверхности двутавров того же ГОСТа, рекомендуем воспользоваться следующей таблицей.
Такие справочные данные существенно упростят расчет и разработку проектной документации.
Новые статьиДвутавр или двутавровая балка - это один из установленных стандартных профилей конструктивных строительных элементов. Название её происходит от латинского слова taurus , что в переводе означает - бык. Связано это с тем, скорее всего, что в своём поперечном сечении двутавр имеет форму двух соединённых букв Т или буквы Н, а, следовательно, имеет два рога. Основным предназначением такого строительного элемента является приём вертикальной (реже горизонтальной) нагрузки, что создают ему отдельные части сооружения. После этого, благодаря своей конструкции двутавр равномерно распределяет её на остальные опорные площади либо передаёт эту нагрузку на несущие элементы конструкции. Изготавливается двутавр обычно с прокатного чёрного металла, но бывают и двутавры деревянные. Для проката обычно используют углеродистую и низколегированную сталь. В поперечном сечении балки двутавра, как правило, различают стенку и две полки, расположенные на торцах стенки.
Виды двутавров и область их применения.
Основной областью применения двутавровых балок является перекрытия многоэтажных сооружений. Кроме того двутавр широко применяется и в строительстве мостов, реже - в машиностроении и вагоностроении. Не редки случаи использования двутавра и для армирования проходов в шахтах.
Подразделяются двутавры по следующим параметрам:
- По толщине стенки;
- По расположению полок: параллельно и с уклоном.
Параллельные в свою очередь различают:
- Б - нормальные.
- Д - среднеполочные.
- К - колонные.
- У - узкополочные.
- Ш - широкополочные.
Двутавры с уклоном также подразделяются на:
- М - обычные, у которых полки имеют уклон внутренних граней до 12 %. Они обычно применяются для подвесных путей.
- С - специальные, у которых полки имеют уклон внутренних граней свыше 16 %. Такие двутавры, как правило, используют для армирования шахтных стволов.
Существуют кроме этого и деревянные двутавры. Они применяются в основном в каркасном домостроении. Их применение позволяет значительно сократить время монтажа здания и его общий вес. Кроме того, применение двутавра исключает такие явления в ломе как усушка, усадка, сдвиги, трещины и т.п.
Двутавровые балки - это основной составляющей любой рабочей площадки при строительстве мостов, перекрытий, промышленных зданий. Применение балок позволяет значительно снизить нагрузки и уменьшить расход металла. Балки позволяют воссоздать формы опор, и применение их приводит к значительному уменьшению веса металлоконструкций.
По точности прокатки двутавровая балка подразделяется:
Б - повышенная;
В - обычная.
Двутавровая балка
Современная эпоха примечательна тем, что на наших глазах происходит повсеместное вытеснение крупноблочных железобетонных конструкций монолитным строительством. Оно имеет целый набор преимуществ - начиная от прочности конструкции, которая в первую очередь зависит от качества соединения элементов. У монолита соединений практически нет, поэтому случается, что при землетрясении дом-монолит накреняется или даже заваливается на бок, но не рассыпается на части.
Для отливки горизонтальных перекрытий применяется унифицированная опалубка, одной из основных частей которой выступает балка перекрытия. Покоясь на вертикальных стойках, балка удерживает на себе непосредственно палубу из состыкованных фанерных щитов, поверх которой наливается и застывает бетонный раствор с предварительно собранной арматурой.
Практика показала, что наиболее рациональной является деревянная балка двутаврового сечения.
Особенности двутавровой балки.
Двутавровое сечение, имеющее вид лежащей на боку буквы «Н», с точки зрения сопротивления материалов является наиболее рациональным профилем. Он состоит из 3-х элементов, имея при этом жесткость и прочность на прогиб и скручивание мало уступающие полнотелому прямоугольному брусу, в тоже самое время будучи намного легче. К тому же качественных досок из одно и того же объема сырой древесины можно получить больше, чем бруса того же качества - меньше выбраковки по природным дефектам.
Это делает двутавровую балку куда более экономичным видом оснастки. Правильно склеенная из нескольких частей двутавровая балка меньше подвержена короблению при рассыхании древесины, а в условиях бетонных работ это не редкость.
Вдобавок, как уже упоминалось, меньший в сравнении с полнотелым брусом вес делает работу опалубщика менее тяжелой и травмоопасной.
Двутавровая арендованная балка вас выручит!
Смелость архитектурных решений ставит перед современными строителями непростые задачи, среди которых и обеспечение стройки необходимой оснасткой. Разумным решением вопроса нередко становится аренда двутавровых балок и другой строительной оснастки у специализированных компаний, обладающих достаточными ресурсами для удовлетворения свих клиентов. Таков наш «АрендаСтрой». Мы располагаем парком качественных двутавровых балок из дерева для опалубочных работ. Заключите с нами договор аренды - и целый ряд вопросов будет благополучно закрыт.
Строительные балки различного вида – это лаги, ригель, прогон, перекладина, балка перекрытия, обрешетины крыши, стропильные ноги. Они несут конструкцию деревянного настила межэтажных перекрытий. На одно- и двухэтажных зданиях применяются деревянные, а на высотных зданиях – железобетонные и металлические. Основа любой крыши – балочный каркас, выдерживающий вес всей кровли.
Мауэрлат
Мауэрлат (плотники называют его матицей) – самый толстый брус, который ложится параллельно коньку крыши вдоль оси стены. Нужен, чтобы распределить нагрузки от стропил и веса всей крыши по всей стене здания, а также на внутренние опоры. Нельзя укладывать и крепить ближе 5 см от наружной плоскости стены. Крепится матица с помощью толстой проволоки, вмуровывается с помощью шпилек в кладку стены, а если стена бетонная, крепится к бетону шпильками. Если дом одноэтажный деревянный, можно крепить обыкновенными гвоздями.
Стропило-наклонная балка
В большинстве случаев представляет собой деревянный брус сечением 7х15 см. Если площадь крыши небольшая, можно использовать брус 5х15 см, а если крыша покрывается глиняной черепицей, то брус 8х20 см. Стропила располагаются на расстоянии от 60 см до 1 м друг от друга. Там, где выпадает много снега, уменьшают расстояние до 60 см. При уклоне крыши более 45 градусов можно увеличивать “шаг” до 1,2-1,4 метра. И еще. Когда крыша планируется утепленной, рассчитывается так, чтобы исключить обрезку утеплителя в целях экономии.
Прогон
Дополнительная опорная балка для подпора стропил, располагается параллельно матице и коньку. По технологии строительства оптимальное расстояние между прогоном и матицей (коньком и прогоном) – 4-5 метров. Если стропила удлиняются до 6 метров, то стык (банта) должен находиться над прогоном, чтобы оба конца стропила легли на него. Иногда бывает, что стропило составное (6+3) метра, а прогон по ширине – 4-5 метра. Тогда стык располагают по отношению к прогону в шахматном порядке.
Сам прогон делается так. Выставляются опорные стойки и на них укладывается прогон, на него и будет опираться стропило. Можно прогон опереть и на продольную по отношению к нему стенку. Затем между верхними прогонами укладываются горизонтальные распирающие балки. Их назначение – не допустить складывания крыши вовнутрь. Укладываются так, чтобы не распирать прогон.
Двутавровые балки и стропила
Еще большее преимущество имеют так называемые двутавровые деревянные балки и стропила. Высокая удельная прочность позволяет использовать их в длинных пролетах. Они очень прямые, поэтому отсутствует изгибающий момент. Имея точные размеры, универсальны – подходят при возведении крыши, потолка и пола. Бесшумные – устраняют скрип полов.
Стабильные – не подвержены деформации. Выгодные – экономят от 40 до 60 процентов материалов и трудозатрат. Экологичные – мало загрязняют среду. Удобные – обрабатываются и укладываются при помощи обычных плотницких инструментов. Двутавровая деревянная балка идеально подходит для каркаса любой крыши, позволяя увеличивать расстояния между прогонами, поскольку выдерживает большие нагрузки.
Гнуто-клееные деревянные балки
Очень популярными в последнее время стали и гнуто-клееные деревянные балки. Применяются, если нужно увеличивать расстояния между прогонами. Легкость, надежность и прочность – их основные преимущества. Они устойчивы к внешней среде, не подвержены биовоздействию, легко обрабатываются. Среди минусов стоит отметить высокую стоимость и отсутствие наблюдений за продолжительностью их службы, ввиду того что материал довольно новый. Также необходимо очень внимательно отнестись к качеству такой продукции, так как несоблюдение технологии приводит к рассыханию и деформации изделий.
Железобетонные балки
Железобетонные балки сейчас широко применяются при возведении каркасных конструкций, в частности, зданий высотой больше одного этажа . Конструктивно они обеспечивают возможность всей конструкции выдерживать большие значения изгибающих моментов. Балочные перекрытия устраиваются на пролетах шириной более 3 м и укладываются на стены на расстоянии не менее 130-150 см друг от друга. Потом соединяются с арматурой плитного перекрытия. Толщина опоры – не менее 22 см. Широко применяются при возведении объектов торговли, развлекательного и промышленного назначения.
Металлические балки
Металлические балки самые прочные, применяются при строительстве в основном высотных зданий. Служат основными несущими конструкциями и в силу своей жесткости передают нагрузку к местам опоры: колоннам, стенам, простенкам. Поверх металлических балок устраиваются различные типы покрытий. После установки такой балки в проектное положение ее раскрепляют в несущих конструкциях, устраивают опалубку и устанавливают арматуру. Все растягивающие нагрузки после заливки бетоном воспринимает как раз эта арматура.