Балки и балочные клетки

Балки

Одним из главных элементов любого каркаса является балка. Любая балка характеризуется расположением и характером работы. Этот элемент на расчетной схеме будет показан как стержень, который воспринимает поперечную нагрузку и работает на изгиб. Балка является простейшим изгибаемым элементом, который используется во всех типах здания. Балки применяются и в инженерных сооружениях, к примеру мостах, эстакадах. гидротехнических шлюзах и многих других объектах.

Рассмотрим классификацию балок, чтобы лучше представлять возможности их применения:

• по расчетной схеме можно выделить балки однопролетные, многопролетные и консольные. Однопролетные балки иначе называют разрезными, они проще в монтаже и транспортировке и невосприимчивы к различным осадкам опор. Многопролетные балки или неразрезные балки имеют более сложный расчет их не применяют на слабых грунтах из-за неравномерности осадок;
• сечение балки может быть швеллерным, прямоугольным, двутавровым;
• по характеру работу балка может быть главной или второстепенной. Для второстепенных балок сечение обычно подбирают по сортаменту, а главные балки выполняются сварными;
• по способу изготовления балки делятся на прокатные и составные. Прокатные балки изготавливаются на заводах по сортаменту и их размеры всегда одинаковы. Составные балки изготавливаются по индивидуальным чертежам и соответствуют характеру загружения и пролету. Составные балки выполняют из трех элементов, стенки и двух полок. Также составные балки могут иметь переменное сечение, что позволяет сэкономить материал. Уменьшения выполняют в местах снижения моментов, к примеру, у опор в разрезных балках;
• по функции балки могут быть подкрановыми, мостовыми, стропильными, подстропильными отдельно выделены балки рабочих площадок;
• по материалы балки делятся на стальные, алюминиевые, железобетонные, деревянные.

При расчете балки выполняется сбор нагрузок. Для того, чтобы отразиться все нагрузки составляется расчетная схема, в которой балка заменяется стержнем, показываются опоры и тип опирания. Затем по схеме составляется таблица для сбора нагрузок, в ней выделяют постоянные и временные нагрузки и находят наиболее неблагоприятное сочетание. далее выполняется статический расчет для определения внутренних усилий, затем выполняются проверки на прочность, жесткость и устойчивость.

Важно понимать, что высота сечения и длина балки взаимосвязанные величины. Перед выполнением расчетов высота задается исходя из нескольких соображений. В первую очередь наименьшая высота определяется исходя из предельного прогиба, затем оценивается оптимальная высота, при которой будет достигнут наименьший вес элементов. Изменить высоту сечения можно уменьшив высоту балки, уменьшив ширину или сечение пояса, уменьшив число горизонтальных листов.

Рисунок 1. Пример балочной площадки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Балочные клетки

Система несущих балок образует балочную клетку, которая используется в промышленной и гражданской архитектуре, а также в различных сооружениях.

Балочные клетки имеют три типа конфигурации в зависимости от сопряжения балок:

• поэтажное сопряжение балок подразумевает, что второстепенные балки, поддерживающие настил опираются сверху на главную балки, тем самым увеличивая высоту здания или сооружения;
• сопряжение в одном уровне подразумевает, что на одной отметке находятся верхние полки балок настила и главных балок, и уже на них опирается настил;
• пониженное сопряжение используют в усложненном типе балочных клеток, поскольку вспомогательные балки примыкают к главной балке на уровне ниже, чем верхний пояс главной балки. На второстепенные балки укладываются балки настила и настил.

Помимо расхода материала должна учитываться и трудоемкость изготовления, она также сказывается на конечной стоимости продукта. Поэтому изменение сечение предусматривают на балках длиной более десяти метров.

Балочные клетки могут состоять их прокатных и составных балок, к примеру балки настила и второстепенные балки могут быть подобраны по сортаменту, а главные быть составными. Чертежи марки «КМ» (конструкции металлические) поступят на завод для дальнейшей детализации перед изготовлением и монтажом. На заводе разрабатываются чертежи «КМД» – конструкции металлические деталировочные.