Складається балка. Двотаврова балка - існуючий вибір. Головні особливості балок

Балка є складовою лінійний елемент несучої конструкції, що має мінімум дві точки опори (спирається на обидва кінці) і працює на вигин. Використання балки спрямоване насамперед на розподіл вагового навантаження всієї конструкції. Найчастіше застосовується горизонтальне використання балки, яка компенсує вертикальне поперечне навантаження. А ваговий тиск балки компенсується вертикальними елементами, горизонтальна поверхня яких є точкою опори для балки. Наступна компенсація посідає опори конструкції, якщо відсутні додаткові проміжні елементи. Таким чином, взаємокомпенсація вагових навантажень дозволяє забезпечити стійкість та надійність усієї конструкції.

Види балок у будівництві

На фото: двотаврові балки в пристрої покрівлі.

Існує велика кількість офіційних класифікаторів елементів будівельних конструкцій. Нижче будуть представлені дві найбільш об'єктивні класифікаційні схеми.

Класифікація будівельних балок за видом матеріалу

Сталева балка є поперечним або поздовжнім елементом несучої конструкції, виконаним із спеціальної, вуглецевої або низьколегованої сталі методом гарячого або холодного металопрокату. Головна перевага сталевих балок: оптимальний ступінь міцності при роботі на вигин. Застосовуються при зведенні конструкції, що передбачає підвищене вагове навантаження або високий рівень небезпеки: підвісні шляхи, шахтні стовбури і так далі.

Залізобетонна балка є будівельним елементом лінійного типу, що застосовується в несучій конструкції з метою перерозподілу ваги і підвищення стійкості всієї конструкції і що складається з композиційного матеріалу: бетонна матриця, посилена сталевою арматурою. Залізобетонні балки є дешевшим аналогом сталевих балок і застосовуються на об'єктах зі стандартним ваговим навантаженням: житлове будівництво, зведення будівель промислового типу.

На фото: залізобетонна балка для зведення мосту

Дерев'яна балка є елементом несучої дерев'яної або іншої полегшеної конструкції, виконаний з деревини. Широко застосовується для зведення житлових та господарських споруд з дерева.

На фото: дерев'яна балка у пристрої перекриття

Класифікація будівельних балок на кшталт торцевого перерізу

Перетин прямокутного типу. Доцільно у використанні в прольотах із малою довжиною.
Перетин "L"-типу. Застосування є доцільним при конструюванні фасадів споруд.
Стандартні та двосхилі таврові балки (перетин «T»-типу). Оптимально підходять для прольотів середньої довжини. У
Балка двотаврова. Мають підвищену стійкість та використовуються для довгих прольотів.
Перетин V-типу. Використовуються як додатковий елемент для посилення несучої конструкції.
Перетин VT-типу. Використання як прогони.

Двотаврові балки в свою чергу поділяються на підкатегорії:

Балка двотаврова з паралельними гранями полиць. Стандарти та розміри представлені ГОСТом 26020-83.
Стандартна двотаврова балка з кутом нахилу граней полиць від 6 до 12%. Стандарти та розміри представлені ГОСТом 8239-89.
Спеціальна двотаврова балка, стандарти та розміри представлені ГОСТом 19425-74. Діляться на два підтипи 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: балка ригельна). Ригель у 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 облаштуванні опалубки.

Розрахунок міцності балки під час роботи на вигин

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

Довжина балки. Чим коротше балка, тим більше навантаження вона здатна витримати.
Матеріал, з якого виготовлено балку. Сталь є найміцнішим матеріалом.
Поперечний переріз балки (площа та форма). Чим більша площа, тим більше допустиме навантаження на вигин.
Спосіб закріплення балки в конструкції, що несе. Багато в чому залежить від форми перерізу. Балка двотаврова кріпиться найміцніше.

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

Флювіальний рельєф – що це таке?

Рельєф, утворений поверхневими водотоками (постійними чи тимчасовими), прийнято називати флювіальним (від латинського слова fluvio - «текти, протікати»).

Будь-який водний потік виконує певну геологічну роботу, а саме: руйнує цілісні блоки гірських порід (ерозійний процес), переносить продукт руйнування та відкладає його у новому місці (акумуляційний процес). В результаті цієї роботи на земній поверхні утворюється безліч різноманітних форм рельєфу: меандри, промоїни, яри, конуси виносу, шлейфи та інші.

Флювіальні процеси можливі лише за певних природно-кліматичних та геологічних умов. Найкраща місцевість для формування флювіальних форм рельєфу - це рівнинна територія, складена «м'якими» гірськими породами, з достатнім зволоженням і рідкісною деревною рослинністю. Іншими словами, це степова чи лісостепова природні зони.

Класичний ряд ерозійних форм рельєфу, створених поверхневими водотоками, має такий вигляд:

Борозна (ерозійна).
Промоїну.
Яр.
Балка.
Річкова долина.

Причому цей ряд є еволюційним. Тобто кожна з цих форм згодом переходить у таку в такому порядку.

Що таке балка? Де та за яких умов вона формується? Далі ми детальніше розповімо про цю форму флювіального рельєфу.

Що таке балка?

Балки, яри, долини - без усіх цих об'єктів неможливо уявити собі класичний степ (український, російський чи молдавський). До речі, саме у культурній спадщині перерахованих народів нерідко згадуються ці форми рельєфу – у казках, оповіданнях, піснях та легендах.

Проте слово «балка» значень кілька. Крім вищезгаданої форми рельєфу, цим терміном також позначають конструктивний елемент з дерев'яного бруса, що є опорою для чогось. Крім того, балка – це ще частина автомобільної підвіски.

Визначення балки в географічній науці таке: це негативна, лінійно витягнута форма рельєфу, утворена водним потоком. При цьому її дно може бути сухим, або заповненим невеликим струмком. Балка – типовий «продукт» ерозійних геологічних процесів.

Головні особливості балок

Схили та днища балки покриті густою трав'янистою та чагарниковою рослинністю (іноді – з невеликими ділянками лісу). Ця особливість відрізняє її від яру, дно якого не задерноване і більше схильне до ерозії. Найчастіше балка розвивається саме з яру, але не завжди. За певних умов вона може пройти яружну стадію «флювіальної еволюції».

У степовому рельєфі балка, як правило, чітко та яскраво виражена. Дуже часто на її схилах виступають скельні оголення та виходи глибших гірських порід. Особливо це притаманно балкам Донецького кряжа.

Днище балки найчастіше рівне і розширене. Проте що ближче до верхів'ям - то воно стає вужчим. На відміну від ярів, для балок характерна розгалужена структура. У плані їхня форма нагадує гіллясте молоде дерево або кущ. Деякі особливо розвинені балки ускладнені поздовжніми бічними терасами – вирівняними ступінчастими майданчиками, складеними алювіальними наносами.

Структура, розміри та види балок

Параметри балок можуть бути різними:

Довжина – від кількох сотень метрів до кількох десятків кілометрів.
Ширина – від 50 до 500 метрів та більше.
Глибина – від кількох метрів до кількох десятків метрів.

Будова будь-якої балки включає такі елементи:

Бровка.
Схили.
Днище.
Тальвег (лінія максимальної глибини, що вимірюється по днищу).

За формою у плані всі балки поділяються на прямі, криволінійні та деревоподібні; за розміром - на малі, середні та довгі; за складністю організації - на одиночні та гіллясті.

Приклади відомих балок

Отже, що таке балка, ми вже розібралися. Дана форма рельєфу характерна для степової зони України та помірних широт європейської частини Росії. Познайомимося з найвідомішими прикладами балок на території цих двох держав.

Балка Північна Червона розташована на околиці українського міста Кривого Рогу (див. фото). Її загальна протяжність – 36 км, максимальна глибина – 30-40 метрів. Сьогодні територію балки оголошено заповідною. На її схилах є виходи залізистих кварцитів, вік яких оцінюється геологами 3-3,5 млрд років.

Кам'яний Лог – одна з найкрасивіших балок Росії. Вона розташована на околицях села Кошлакове Білгородської області. У межах балки виростають десятки червонокнижних видів рослин - льон жовтий і багаторічний, ковила периста, чебрець крейдяний та інші.

Сотера - одна з наймальовничіших балок Криму. Вона знаходиться недалеко від Алушти та села Сонячногірського. Балка привертає увагу величезної кількості туристів завдяки своїм природним пам'ятникам – унікальним «Кам'яним грибам» та водоспадом Грейзер.

Аркада

Аркада(Від фр. arcade) - ряд однакових за формою та розміром арок, що спираються на колони або на прямокутні або квадратні стовпи - підвалини. Підвалини можуть бути прикрашені пілястрами або напівколонами, що підтримують антаблемент, що вінчає аркаду.

Антаблемент(Фр. entablementвід table- Стіл, дошка) - балкове перекриття прольоту або завершення стіни, що складається з архітраву, фризу та карнизу.

Антаблемент – верхня, несома частина архітектурного ордера. Структура антаблемента різна у трьох архітектурних ордерах: доричному, іонічному та коринфському. У давньоримській та ренесансній архітектурі висота антаблемента зазвичай становить приблизно 1/4 висоти колони.

Арка, притулена до стіни і не має наскрізних прольотів, називається сліпийабо хибний.

Балка- це конструктивний елемент, що є горизонтальним або похилим брусом, що працює переважно на вигин.

На практиці, як правило, горизонтально розташована балка сприймає вертикальне поперечне вагове навантаження, але в окремих випадках необхідно враховувати вплив і ймовірних горизонтальних поперечних сил (наприклад, вітрове навантаження або з урахуванням можливого землетрусу). Навантажена балка, у свою чергу, впливає на опори, якими можуть бути колони, підвіси, стіни або інші балки (перекладини). Потім навантаження передається далі й у результаті, найчастіше, сприймається конструктивними елементами, які працюють на стиск, - опорами. Окремо можна виділити випадок ферменної конструкції, в якій стрижні на горизонтальній балці.

Міцні якості балки залежать від кількох її характеристик:

· Площа та форма її поперечного перерізу;

· Довжина балки;

· матеріал балки;

· Спосіб її закріплення.

У сучасних спорудах використовуються, як правило, сталеві, залізобетонні чи дерев'яні балки. Одним з найпоширеніших типів поперечного перерізу сталевої балки є двотаврове перетин. Двотаврові балки використовують при зведенні каркасів будівель та мостів. Також застосовують таврові балки, швелери, балки з порожнім профілем (зокрема, труби), балки з кутовим профілем перерізу.

Металева балка може бути з виготовлення - прокатною або звареною.

Двотаврова балка застосовується для виготовлення колон та стійок, каркасів цивільних будівель, мостів, у великопанельному, промисловому та цивільному будівництві, опор, підвісних колій та інших металевих конструкціях. Відповідно до стандартів балки двотаврові виготовляють довжиною від 4 до 12 м. Основна геометрія балки визначається розміром H (наприклад: Балка 25Б1, Балка 16, Балка 24М). Тобто розмір балки – це відстань між зовнішніми гранями полиць. Індекс після перших двох цифр визначає вид профілів шириною полиць (наприклад: Балка 25Б1, Балка 35Ш1). Мінімальний номер двотаврової балки 10.

Головна перевага двотаврової балки- це зниження маси та збільшення жорсткості конструкції. Балка двотаврового профілю в 30 разів жорсткіший і в 7 разів міцніший за квадратний профіль аналогічного перерізу.

Двотавриподіляються на:

· Б- нормальні двотаврові балки

· Ш- широкополочні двотаврові балки

· К- колонні двотаврові балки

Для будівництва несучих конструкцій, як правило, використовують широкополочні двотаврові балки як опорні напрямні.

Зварні складові балкиможуть бути суцільно-стінчастими або зі стінкою з круглими, овальними або багатокутними отворами, які використовують для прокладання інженерних комунікацій та інших цілей (35,а, б). У проміжках між отворами влаштовують поперечні ребра жорсткості, що забезпечують стійкість стінки.

Перфоровані балкимають таку ж масу, як і прокатні профілі. При цьому їхня несуча здатність і жорсткість значно вища, ніж у вихідного профілю, а отже, вона може бути застосована при більшому прольоті та більшому навантаженні. Найкраще використовувати такі балки при великих прольотах та малих навантаженнях.

Основні типи балок та опор;

Балка-це брус, що працює на вигин.

1) Консоль

2) Двох опорна балка

Проліт - це відстань між опорами

3) Двохопірна балка з консоллю.

4) Багатопролітна балка; 3-ох пролітна з консоллю

5) Двохопірна балка з консоллю та врізаним шарніром

Двотавр або двотаврова балка – це один із встановлених стандартних профілів конструктивних будівельних елементів. Назва її походить від латинського слова taurus, що у перекладі означає - бик. Пов'язано це з тим, швидше за все, що у своєму поперечному перерізі двотавр має форму двох з'єднаних букв Т або букви Н, а отже має два роги. Основним призначенням такого будівельного елемента є прийом вертикального (рідше горизонтального) навантаження, що створюють йому окремі частини споруди. Після цього завдяки своїй конструкції двутавр рівномірно розподіляє її на інші опорні площі або передає це навантаження на несучі елементи конструкції. Виготовляється двотавр зазвичай із прокатного чорного металу, але бувають і двотаври дерев'яні. Для прокату зазвичай використовують вуглецеву та низьколеговану сталь. У поперечному перерізі балки двотавра, як правило, розрізняють стінку та дві полиці, розташовані на торцях стінки.

Види двотаврів та сфера їх застосування.

Основною сферою застосування двотаврових балок є перекриття багатоповерхових споруд. Крім того, двотавр широко застосовується і в будівництві мостів, рідше - в машинобудуванні та вагонобудуванні. Не рідкісні випадки використання двотавра та для армування проходів у шахтах.

Поділяються двотаври за такими параметрами:

По товщині стінки;
За розташуванням полиць: паралельно і з ухилом.

Паралельні у свою чергу розрізняють:

Б – нормальні.
Д - середньополичні.
К – колонні.
У - вузькополочні.
Ш - широкополочні.

Двотаври з ухилом також поділяються на:

М - звичайні, у яких полиці мають ухил внутрішніх граней до 12%. Вони зазвичай використовуються для підвісних шляхів.
С - спеціальні, у яких полиці мають ухил внутрішніх граней понад 16%. Такі двотаври зазвичай використовують для армування шахтних стволів.

Існують також і дерев'яні двотаври. Вони використовуються в основному в каркасному домобудівництві. Їх застосування дозволяє значно скоротити час монтажу будівлі та її загальну вагу. Крім того, застосування двотавра виключає такі явища в ломі як усушка, усадка, зсуви, тріщини тощо.

Двотаврові балки- це основна складова будь-якого робочого майданчика при будівництві мостів, перекриттів, промислових будівель. Застосування балок дозволяє значно знизити навантаження та зменшити витрату металу. Балки дозволяють відтворити форми опор, і їх застосування призводить до значного зменшення ваги металоконструкцій.

За точністю прокатки двотаврова балка підрозділяється:

Б – підвищена;

В – звичайна.

Двотаврова балка

Сучасна епоха примітна тим, що на очах відбувається повсюдне витіснення великоблочних залізобетонних конструкцій монолітним будівництвом. Воно має цілий набір переваг - починаючи від міцності конструкції, що в першу чергу залежить від якості сполуки елементів. У моноліту сполук практично немає, тому трапляється, що при землетрусі будинок-моноліт нахиляється або навіть завалюється на бік, але не розсипається на частини.

Для відливання горизонтальних перекриттів застосовується уніфікована опалубка, однією з основних частин якої є балка перекриття. Спочиваючи на вертикальних стійках, балка утримує на собі безпосередньо палубу зі стикованих фанерних щитів, поверх якої наливається та застигає бетонний розчин із попередньо зібраною арматурою.

Практика показала, що найбільш раціональною є дерев'яна балка двотаврового перерізу.

Особливості двотаврової балки.

Двотавровий переріз, що має вигляд літери «Н», що лежить на боці, з точки зору опору матеріалів є найбільш раціональним профілем. Він складається з 3-х елементів, маючи при цьому жорсткість і міцність на прогин і скручування мало поступаються повнотілому прямокутному брусу, в той же час будучи набагато легшим. До того ж якісних дощок з того самого обсягу сирої деревини можна отримати більше, ніж бруса тієї ж якості - менше вибраковування за природними дефектами.

Це робить двотаврову балку куди більш економічним видом оснащення. Правильно склеєна з кількох частин двотаврова балка менше схильна до жолоблення при розсиханні деревини, а в умовах бетонних робіт це не рідкість.

До того ж, як згадувалося, менший проти повнотілим брусом вага робить роботу опалубника менш важкої і травмоопасной.

Двотаврова орендована балка вас виручить!

Сміливість архітектурних рішень ставить перед сучасними будівельниками непрості завдання, серед яких забезпечення будівництва необхідною оснасткою. Розумним вирішенням питання нерідко стає оренда двотаврових балок та іншого будівельного оснащення у спеціалізованих компаній, які мають достатні ресурси для задоволення своїх клієнтів. Таким є наш «ОрендаБуд». Ми маємо в своєму розпорядженні парк якісних двотаврових балок з дерева для опалубних робіт. Укладіть з нами договір оренди – і ціла низка питань буде благополучно закрита.

У сучасних будівельних процесах дуже часто використовують залізобетонні, сталеві та дерев'яні балки. Спробуємо визначити, що це за конструктивний елемент і в чому полягає його призначення.

Що таке балка?

Сучасне будівництво - це різноманіття матеріалів та процесів щодо їх обробки. Для зміцнення конструкцій часто використовується балка - елемент, який є горизонтальний чи похилий брус, найчастіше працюючий на вигин. Саме ця деталь дозволяє зменшувати вагу металевих конструкцій та якісно їх зміцнити.

У сучасних будівельних процесах балка, розміщена у горизонтальному положенні, відповідає за поперечне навантаження перекриття. Але деякі ситуації змушують враховувати можливі природні впливи, наприклад землетруси, потужні урагани та інші катаклізми.

Ви вже знаєте, що таке балка, але як вона впливає на будівельні опори? Йдеться про підвіси, стіни, колони і різні бруски, на яких розташовується конструктивний елемент, що зміцнює. Балка тисне на опори, передаючи їм якусь частину тиску, а в результаті останні починають працювати на стиск.

Жодна велика промислова будівля виробництва і навіть великого гаража не обходиться без перекриттів, що зменшують навантаження на конструкцію і одночасно її зміцнюють.

Види балок

Абсолютно всі будівельні деталі та механізми різняться за типом, розміром та призначенням. Що таке балка? – це базове питання. І від нього ми перейдемо до більш складних понять, розглядаючи найпоширеніші види брусків, що зміцнюють, що працюють на вигин.

Наприклад, мають паралельні грані і поділяються на широкі і колонні типи, кожен із яких має власне призначення.

Для формування несучих опорних конструкцій у будівництві використовують крислаті балки, адже колонні не здатні витримати настільки потужне навантаження.

Дерев'яна балка

Раніше, відповідаючи на запитання про те, що таке балка, ми вже говорили про різноманітність матеріалів, із яких виробляють цей конструктивний елемент. Дерев'яні деталі найчастіше використовуються для формування перекриття в каркасних, зроблених з колод, брусових житлових і заміських будинках. Тільки завдяки дерев'яним балкам можна рівномірно розподілити навантаження по площині даху та останнього поверху будівлі. Завдяки якісним характеристикам цього матеріалу забезпечуються міцність та стійкість будь-якого будинку.

Крім того, оброблений спеціальним розчином брус не піддається впливу плісняви та вогню, а це означає, що будівельна конструкція буде надійно захищена від тріщин та подальшої руйнації.