Балок что такое: Недопустимое название — Викисловарь

Усиление балок и ригелей • Технологии усиления строительных конструкций

Балки и ригели – это горизонтальные несущие конструкции. В составе каркасов зданий они применяются для опирания плит перекрытий или покрытия и передачи нагрузок на стены и колонны. Балки пролетных строений мостов также формируют поверхность для укладки мостового полотна, а ригели собирают нагрузку от балок и передают ее на столбы и колонны.

Усиление балок и ригелей

При эксплуатации любых видов ригелей и балок может возникнуть необходимость их усиления из-за потери несущей способности, увеличения нагрузок, неправильной эксплуатации, выявлении дефектов изготовления и монтажа. В технической литературе и строительных нормах можно найти большое разнообразие различных способов усиления:

1. Увеличение высоты (сечения) наращиванием или обоймой;
2. Подведение опорных элементов для разгрузки;
3. Устройство преднапряженных затяжек и шпренгелей;
4. Усиление предварительно напряженной арматурой;
5. Приклеиванием дополнительной арматуры;
6. Устройством композитного усиления;
7. Приваркой дополнительных элементов на стальные конструкции.

Выбор способа должен определять на основании всестороннего анализа и оценки эффективности работы того или иного метода. Существующая конструкция подлежит предварительному обследованию, производится расчет ее несущей способности, определяются ослабленные участки – растянутая или сжатая зона в пролете, опорные участки и т.п. Затем выполняются прочностные расчеты по выбранному методу усиления. В этой работе необходимо учитывать следующие факторы:

Основные методы усиления балок и ригелей

Усиление балок железобетонными обоймами, рубашками и наращиванием

Обоймы выполняются замкнутыми для плотного обхвата элемента и надежной связи нового бетона со старым в единое целое, толщина бетона как правило составляет от 60 до 100 мм.

Усиление ригелей предварительно напряженными затяжками, дополнительной арматурой и шпренгелями

Основными элементами затяжек как правило являются тяжи из арматурной стали, реже применяются прокатные профили из уголков и швеллеров. Крепление затяжек осуществляют на опорах с помощью анкеров или приваркой к существующей арматуре балок. Напряжение затяжек осуществляется путем взаимного стягивания обеих ветвей болтами, изготавливаемыми в виде хомута с двумя нарезанными болтами и общей шайбой. После натяжения на болты устанавливаются контргайки, соединение заваривается. В местах перегиба стержней устанавливаются прокладки, передающие усилия на нижнюю грань элемента.

Усиление элементов предварительно напряженными металлическими балками

Для создания эффекта предварительного напряжения, стальным балкам усиления сообщают начальный прогиб до момента их введения в совместную работу. Величина прогиба определяется исходя из требуемой степени разгрузки поврежденной балки, прогиб фиксируется установкой прокладок по схеме, определенной в проектной документации.

Усиление балок на восприятие поперечных сил

Необходимость усиления балок на восприятие поперечных сил как правило обуславливается появлением наклонных трещин. Усиление производится установкой дополнительной поперечной арматуры или стягивающих хомутов, предпочтительно их предварительное напряженние с применением стяжных устройств.

Усиление подкрановых балок

Повышение несущей способности железобетонных подкрановых балок достигается устройством различных обойм и рубашек, двухконсольных балочных конструкций на опорах, устройством металлической полки с ребрами жесткости или полной стальной обоймой.

Усиление балок и ригелей внешней композитной арматурой

Эффективным методом усиления балок является армирование по поверхности композитной арматурой на основе углеродных волокон. Такое армирование эффективно для усиления нижней (растянутой) грани балок и для увеличения поперечного армирования в опорных сечениям. Наклеивание лент, тканей или ламелей позволяет повысить несущую способность до 100% от начального значения. При проектировании усиления определяют требуемые характеристики применяемых материалов: толщину, прочность, модуль упругости, количество слоев, а также их расположение на конструкции. В проекте необходимо тщательно проработать вопрос технологии производства работ, включая ремонт и подготовку поверхности, учесть защитные мероприятия.

Компания “Технологии усиления” предлагает услуги по ремонту и реконструкции стен и колонн. Инженеры компании выезжают на объект, осуществляют предварительный расчет и готовят проектную документацию.

Для получения бесплатной консультации и вызова специалиста на объект для оценки обращайтесь:
– по тел: +7 (495) 118-39-91
– e-mail: [email protected]

🔨 типоразмеры, виды, сфера применения. Подробно.

Под внутренние и наружные стены при отдельно стоящих фундаментах используются фундаментные балки (БФ). Преимущественно это изделие имеет установленные стандарты и качества от ГОСТа 28737-90. Их производство осуществляется железобетонными и сборными.

Помимо основной своей функции, а именно несущие элементы, БФ также служат в качества конструктивного элемента, который отделяет грунт от стен. В каждом отдельном случае фундаментные балки могут иметь различную длину, зависящая от размеров подколонников, шага колонн и глубины заложения фундамента.

Фундаментные балки что это

Фундаментные балки – это железобетонные конструкции, которые с успехом применяются в строительстве. Основная их задача – разделять материал стен от фундамента. По внешнему виду это длинный брусок, имеющий тавровое сечение, то есть верхняя часть плоская широкая, а книзу образуется сужающее трапециевидное основание.

Совет эксперта! Фундаментные балки представляют собой очень прочные изделия, которые способны справляться с нагрузкой стен, высота которых достигает до 25 метров. По этой причине современное строительство и возведение фундамента лучше осуществлять при помощи этой конструкции.

Этот вид ЖБИ изделия применяется при обустройстве столбчатого, свайного и подобного фундамента. Благодаря этому есть возможность значительно снизить стоимость всей постройки дома. Экономия достигается за счет того, что ленточный фундамент заложить на подобную глубину будет дорогостоящим решением. Таким образом фундаментные балки являются объединяющим звеном между опорными стенами и несущей конструкцией.

Рис. Внешний вид фундаментных балок

Основной параметр БФ – сечение. От этого параметра напрямую зависит то, какую нагрузку изделие сможет брать на себя и выдерживать продолжительное время. При этом учитывается ширина будущей стены. Для производства фундаментных балок используется ГОСТ 28737-90. Плюс к этому удовлетворяется ГОСТ 13015.0. Сюда включается:

• Прочность бетона.
• Морозостойкость.
• Тип арматурной стали.
• Закладные элементы.
• Степень защиты от коррозии.
• Наличие защитного бетонного слоя.

Типоразмеры фундаментных балок

Геометрическая форма и габариты изделия определяется Государственным стандартом. Согласно ему, определяется 6 типоразмеров в этой категории. Подбор того или иного типоразмера фундаментной балки осуществляется в индивидуальном порядке, отталкиваясь от особенности конструкции будущего здания.

Рис. Конструкция фундаментной балки

• Это серия, имеющая трапециевидное сечение. Габаритные размеры составляют 200×160×300 мм. Где 200 мм – верхнее основание, 160 мм – нижнее и 300 мм – высота всей заготовки. Сегодня существует 10 типоразмеров данной серии. Они отличаются длиной, которая колеблется от 1450 мм и до 6000 мм.
• Изделие имеет Т-образное сечение. Габаритные размеры составляют 300×160×300 мм. По сторонам подобное определение, что и в первом виде. Толщина верхней перекладины составляет 100 мм. Эта серия включает в себя 11 типоразмеров по длине, находящиеся от 1450 мм и до 6000 мм.
• Это увеличенная версия 2 типа БФ. Габаритные размеры составляют 400×200×300 мм. Толщина верхней перекладины аналогичная как в первом случае – 100 мм. Также по длине имеются различия от 1450 мм и до 6000 мм.
• Это крупногабаритные тавровые конструкции фундаментных балок для устройства основания. Габаритные размеры составляют 520×200×300 мм. Толщина верхней тавровой перекладины аналогичная и равняется 100 мм. Существует 11 типоразмеров по длине от 1450 мм и до 6000 мм.
• Этот тип БФ считается универсальной и усредненной моделью. Отличается стандартными габаритами 320×240×300 мм. Различается до 5 разновидностей изделия по длине от 10300 мм и до 12000 мм.
• Последний типоразмер обладает особой серией, в которой высота увеличена в два раза – до 600 мм. Габаритные размеры составляют 400×240×600 мм. Производство осуществляется в 5 типоразмерах длиной от 10300 мм и до 12000 мм.

Где купить в Москве

Строительная компания «Коммтех» осуществляет поставку строительных свай следующих сечений: 30х30, 35х35. С вашей стороны необходимо предварительно получить консультацию у менеджера компании, который ответит на все интересующие вас вопросы. Все наши изделия соответствуют ГОСТу и имеют конкурентоспособную цену. Основная специализация компании Богатырь — забивка свай.

Совет эксперта! На наших складах хранятся партии строительных свай, что позволяет нам за короткий промежуток времени осуществлять поставку изделий по указанному адресу. Буквально на следующий день на территории Москвы и Московском области вы сможете получить свой заказ, а сваи будут поставлены непосредственно на объект.

Двухпролетные балки — Доктор Лом

Рисунок 1. а) две однопролетные балки с общей опорой; б) двухпролетная балка.

Причем разница эта видна не по расчетным схемам, к которым нужно хорошо присмотреться, чтобы эту разницу увидеть (как на детской картинке-загадке «найди одно отличие»), а по эпюрам изгибающих моментов. Как видно по эпюрам «М», в обычных однопролетных шарнирных балках со смежной опорой В только нижняя часть поперечного сечения балок растягивается, а верхняя — сжимается. В шарнирной двухпролетной балке растягивающие напряжения возникают в нижней части балки в области крайних опор и в верхней части балки на средней опоре. Казалось бы, ничего сложного, все достаточно просто и наглядно, нужно просто определить значение изгибающего момента на средней опоре В, но тут нас как раз и ожидает засада. Оказывается двухпролетные балки на шарнирных опорах являются один раз статически неопределимыми и значит обычных уравнений равновесия для определения момента на опоре не достаточно.

Что такое статическая неопределимость? Девушки, те которые попродвинутее, скажут, что это научное определение для давно известного выражения: «все мужики — козлы». Юноши, изучающие сопромат в паузах между окучиванием вышеупомянутых девушек, скажут, что это ужас, летящий на крыльях ночи, кошмар неоперившегося птенца, выпавшего перед сессией с последнего этажа недостроенного небоскреба. А преподаватели завалят Вас формулами и интегралами, иллюстрирующими кинематический, статический и энергетический методы расчета. И все по-своему будут правы. Ни в коей мере не собираюсь оспаривать эти точки зрения, просто попробую изложить один из методов расчета двухпролетной балки с максимальной долей наглядности.

Итак. Давайте разбираться, что это за момент такой на средней опоре, откуда он взялся и как влияет на расчетные параметры балки.

Если рассматривать двухпролетную балку на шарнирных опорах А, В и С как однопролетную на опорах А и С, то чтобы соблюсти принцип равновесия сил, мы должны в точке В приложить некоторую силу, другими словами сосредоточенную нагрузку, которая и будет опорной реакцией балки. Эта опорная реакция будет направлена вверх, что логично, если основная равномерно распределенная нагрузка направлена вниз. Когда мы строили эпюру моментов для однопролетной шарнирной балки при действии сосредоточенной нагрузки, то получили следующий результат:

Рисунок 149.2.1. Эпюры сил и моментов, отражающие изменение касательных и нормальных напряжений в поперечном сечении балки.

Если мы проведем пунктирные линии от максимального значения момента на промежуточной опоре В (рис. 1.б) к крайним опорам А и С, то мы получим эпюру моментов от действия опорной реакции В (на рисунке 2 обозначена бежевым цветом):

Рисунок 3. Разложение эпюры моментов для двухпролетной балки на составляющие

По сути эта эпюра, представляющая собой треугольник, ничем не отличается от показанной на рис 149.2.1, вот только сила — опорная реакция — у нас направлена в противоположную сторону, потому и эпюра расположена сверху. А еще получается что итоговая эпюра изгибающих моментов представляет собой сумму эпюр от распределенной нагрузки (рис. 1.а) и от опорной реакции В. И если это так, то значение изгибающего момента посредине пролета равно разнице этих эпюр. Осталось только выяснить, чему же именно равен момент на промежуточной опоре В.

Примечание: Понятия «положительный момент» и «отрицательный момент» очень условные. Можно считать, что момент в пролете отрицательный, как показано на рисунке 149.2.1 и тогда момент на опоре — положительный. Это выглядит достаточно разумно, когда эпюра расположена снизу оси х. Но в технической литературе чаще встречаются противоположные обозначения: когда эпюра расположена ниже оси х — момент положительный, а когда выше оси х — отрицательный. Чтобы в дальнейшем не путаться, будем обозначать моменты так, как принято в технической литературе.

Как мы уже говорили, определить значение момента и значения опорных реакций для двухпролетной балки, используя только обычные уравнения равновесия, не представляется возможным, но на этот случай у нас есть туз в рукаве. Ведь мы знаем, что под действием нагрузки балка прогибается (точнее центр тяжести поперечного сечения балки, расположенного на некотором расстояния от начала балки по оси х, смещается по оси у относительно оси х на некоторую величину f), при этом поперечные сечения балки далеко не всегда перпендикулярны оси х, а имеют некоторый наклон, выражаемый углом θ. А это значит, что какие бы нагрузки не действовали на рассматриваемую балку, прогиб f на опорах такой балки будет равен 0 (так как балка у нас на не подвижных опорах), а в данном случае и угол поворота поперечного сечения балки на опоре В также равен нулю. Эти знания позволяют составить нам столько дополнительных уравнений, сколько нужно. Например:

1. Расчет двухпролетной балки с равными пролетами и симметричной нагрузкой.

1. Так как балка у нас симметричная и нагрузка на балку равномерно распределенная по всей длине, то нам достаточно рассматривать не всю балку а только левую или правую часть, как отдельную балку. Опорные реакции для такой балки будут равны

А = В_лев = ql/2. (1.1.1)

при этом данное уравнение будет справедливо и для правой части балки:

С = В_прав = ql/2. (1.1.2)

а суммарная опорная реакция на опоре В для двухпролетной балки будет составлять:

В = В_лев + В_прав = 2В_лев = 2В_прав (1.1.3)

2. Чтобы такое допущение было корректным, мы должны приложить на опоре В для левой балки такой момент М, при действии которого угол поворота поперечного сечения балки на опоре В будет равен нулю, при этом на правую балку на опоре В будет действовать такой же момент М, но направленный в противоположную сторону. В этом случае суммарный момент для двухпролетной балки на опоре В будет равен нулю, и скачка на общей эпюре моментов не будет, так как моменты приложены в одной точке равны по значению и противоположны по знаку.

3. При действии изгибающего момента М как ни крути, а возникают опорные реакции. При этом опорная реакция на опоре А:

А = — М/l (1.2.1),

а опорная реакция на опоре В:

В_лев = M/l (1.2.2).

4. Таким образом общая опорная реакция на опоре А будет составлять:

А = ql/2 + M/l (1.3.1),

а общая опорная реакция на опоре В будет составлять:

В_лев = ql/2 — M/l. (1.3.2)

5. Угол поворота θ поперечного сечения балки на опоре А и на опоре В для однопролетной балки при данной нагрузке составляет:

ql³/24ЕI (174.5.6.4), (подробности определения угла поворота изложены в другой статье)

6. При действии изгибающего момента на опоре В угол поворота θ поперечного сечения балки на опоре А для однопролетной балки составляет:

Ml/6EI (1.5.1),

а на опоре В:

Ml/3EI (1.5.2)

7. Таким образом суммарный угол поворота на опоре А составит:

θ_А = ql³/24ЕI + Ml/6EI, (1.6.1),

а на опоре В:

θ_В = ql³/24ЕI + Ml/3EI = 0 (1.6.2)

это уравнение (1.6.2) в данном случае и является тем самым дополнительным уравнением, позволяющим определить все накопившиеся неизвестные.

8. Из уравнения (1.6.2) мы путем простейших математических преобразований получаем значение момента на опоре В:

ql³/24ЕI = — Ml/3EI (1.6.3)

M = — ql²/8 (1.6.4)

9. Зная значение момента на опоре В, мы можем определить реакции опор по формулам (1.3) и (1.1):

А = С = ql/2 — ql/8 = 3ql/8 (1.7.1),

В_лев = ql/2 + ql/8 = 5gl/8. (1.7.2)

B = 10ql/8 (1.7.3)

Зная опорные реакции и углы поворота на опорах, мы можем определить все необходимые параметры для нашей балки, хоть деревянной, хоть металлической, хоть железобетонной, но сначала не помешает сделать контрольный выстрел, например решить уравнение угла поворота:

θ_х = — θ_А + Ах²/2EI — qх³/6ЕI (174.5.6.6)

так как угол поворота поперечного сечения на опоре В равен нулю, то:

θ_B = — θ_А + Аl²/2EI — ql³/6ЕI = — ql³/24ЕI + ql³/48EI + 3ql³/16EI — ql³/6EI = 0 (1.8.2)

Все это хорошо, скажете Вы но как определить момент на опоре, если нагрузка к балке приложена не симметрично и значит угол поворота на опоре В не равен 0? Для ответа на этот вопрос мы рассмотрим

2. Расчет двухпролетной балки с равными пролетами и несимметричной нагрузкой.

Если нагрузка действует только на один пролет двухпролетной балки, при этом длины пролетов равны, то значение момента на опоре В уменьшится в 2 раза

по той простой причине, что теперь момент действует не на один пролет, как в первом примере, а на два пролета. Таким образом значение искомого момента на опоре В будет:

M = -ql²/8 х l/(l + l) = — ql²/16 (2.1)

Тогда по формулам (1.3) и (1.1):

А = ql/2 — ql/16 = 7ql/16 (2.2.1),

В_лев = ql/2 + ql/16 = 9gl/16. (2.2.2)

а так как на правую часть балки нагрузка не действует, а действует только изгибающий момент, то

B_прав = ql/16 (2.2.3)

C = — ql/16 (2.2.4)

B = 9ql/16 +ql/16 = 10gl/16 (2.2.5)

И еще, из этого следует, что двухпролетную балку с равными пролетами и симметрично распределенной нагрузкой, рассмотренную в первом примере, можно рассматривать как две отдельные двухпролетные балки с равными пролетами,  при этом у первой балки загружен первый пролет, а у второй балки — второй пролет. В принципе это настолько просто, что подробно и запутанно объяснить это очень сложно.

Хорошо, допустим, скажете Вы, но как быть, если пролеты у балки не равны? Для ответа на этот вопрос мы рассмотрим

3. Расчет двухпролетной балки с разными пролетами по длине

В данном случае двухпролетную балку проще рассматривать как две отдельные двухпролетные балки. Если равномерно распределенная нагрузка приложена только к первому пролету балки, то значение момента на опоре В будет:

M₁ = -ql₁²/8 х l₁/(l₁ + l₂) = — ql₁³/(8(l₁ + l₂)) (3.1)

Если равномерно распределенная нагрузка приложена только ко второму пролету балки, то значение момента на опоре В будет:

M₂ = -ql₂²/8 х l₂/(l₁ + l₂) = — ql₂³/(8(l₁ + l₂)) (3.1)

Если равномерно распределенная нагрузка приложена к обоим пролетам балки, то значение момента на опоре В будет:

M = М₁ + М₂ = — q(l₁³ +l₂³⁾/(8(l₁ + l₂)) (3.1)

Из этих уравнений мы можем сделать еще несколько интересных выводов — если пролеты равны, то мы получаем уравнение (2.1) при нагрузке, действующей на один пролет, или уравнение (1.6.4) при нагрузке, действующей на оба пролета, а если длина второго пролета равна 0, то мы получаем уравнение (1.6.4) и одновременно однопролетную балку с шарнирной опорой А и жестким защемлением на опоре В. Поэтому двухпролетную балку из первого примера с равными пролетами и равномерно распределенной нагрузкой можно рассматривать как две однопролетные балки у которых одна опора шарнирная, а вторая — жесткое защемление. Такие однопролетные балки также являются один раз статически неопределимыми, на как бороться с этой статической неопределимостью, мы теперь знаем.

С определением опорных реакций для двухпролетной балки с разными пролетами больших проблем в принципе нет, однако формулы из-за различных значений пролетов получаются достаточно громоздкими.

При действии равномерно распределенной нагрузки только в первом пролете l₁:

А = ql₁/2 — ql₁³/(8l₁(l₁ +l₂))

B = ql₁/2 + ql₁³/(8l₁(l₁ +l₂)) + ql₁³/(8l₂(l₁ + l₂))

C = — ql₁³/(8l₂(l₁ +l₂))

При действии равномерно распределенной нагрузки только во втором пролете l₂:

С = ql₂/2 — ql₂³/(8l₂(l₁ +l₂))

B = ql₂/2 + ql₂³/(8l₁(l₁ + l₂)) + ql₂³/(8l₂(l₁ + l₂))

А = — ql₂³/(8l₁(l₁ +l₂))

Суммарные опорные реакции:

А = ql₁/2 — q(l₁³ + l₂³)/(8l₁(l₁ + l₂))

B = q(l₁ + l₂)/2 + q(l₁³ + l₂³)/(8l₁(l₁ + l₂)) + q(l₁³ + l₂³)/(8l₂(l₁ + l₂))

С = ql₂/2 — q(l₁³ + l₂³)/(8l₂(l₁ + l₂))

Не смотря на столь страшный вид, при решении конкретных задач, когда известны значения пролетов, то все выглядит не так уж страшно. Например, нужно рассчитать шарнирно опертую балку с пролетами l₁ = 2.6 и l₂ = 1.4 м на действие равномерно распределенной по всей длине балки нагрузки q.

Определим сначала значения общих выражений 8(l₁ + l₂) = 8(2.6 +1.4) = 32

и l₁³ + l₂³ = 2.6³ + 1.4³ = 17.576 + 2.744 = 20.32,

разделим 20.32/32 = 0.635 чтобы получить общий член для большинства уравнений

А = ql₁/2 — q(l₁³ + l₂³)/(8l₁(l₁ + l₂)) = 2.6q/2 — 0.635q/2.6 = 1.0558q

B = q(l₁ + l₂)/2 + q(l₁³ + l₂³)/(8l₁(l₁ + l₂)) + q(l₁³ + l₂³)/(8l₂(l₁ + l₂)) = 4q/2 + 0.635q/2.6 + 0.635q/1.4 = 2.6978q

С = ql₂/2 — q(l₁³ + l₂³)/(8l₂(l₁ + l₂)) = 1.4q/2 — 0.635q/1.4 = 0.2464q

Сумма опорных реакций должна быть равно суммарной распределенной нагрузке на 4 метрах балки. Проверяем:

A + В + С = 1.0558q + 2.6978q + 0.2464q = 4q. 

Позвольте, но ведь нагрузка бывает не только равномерно распределенной, скажете Вы, как быть в этом случае? А в этом случае достаточно ознакомиться с расчетными формулами для двухпролетных балок, выведенными по этому принципу, или воспользоваться уравнением трех моментов, которое подходит для любого случая загружения.

Построение эпюр в балке с шарниром

Задача 1. Построить эпюры Q и M в балке с шарниром.

1. Определим опорные реакции. Для определения опорных реакций используем свойство шарнира – момент в нем как от левых, так и от правых сил равен 0.

Если рассмотреть левую часть, то в уравнении       будут присутствовать две неизвестные R_А и М_А. Значит, следует рассмотреть правую часть (из него найдем R_В).

Теперь   из него найдем М_А

Следующее уравнение  из него найдем R_А

2. Строим эпюру Q.

Участок первый — АС, смотрим левую часть

Участок второй — СВ, смотрим правую часть

3. Строим эпюру М

Определим  момент в точке, где Q=0 (момент имеет экстремум), это момент в точке К, т.е.  М_К , для этого определим положение точки К.

 Это уравнение первого участка, на котором находится точка К

в точке К 

Строим эпюры. Задача решена.

Задача 2. Построить эпюры Q и M в балке с шарниром.

1. Определим опорные реакции. Для определения опорных реакций используем свойство шарнира – момент в нем как от левых, так и от правых сил равен 0.

Если рассмотреть правую часть, то в уравнении       будут присутствовать две неизвестные Rд и Rв. Значит, следует рассмотреть левую часть.

Знак «-» говорит о том, что реакция R_В направлена в обратную сторону.

Проверка:

2. Построение эпюры Q.

Участок первый — ЕА, смотрим левую часть

Участок второй — АС, смотрим левую часть

Участок третий — СВ, смотрим левую часть

Участок четвертый — ВД, смотрим правую часть

3. Построение эпюры М

Т.к. точки экстремума на эп.Q не наблюдается, определяем изгибающий момент в середине участка ВД

Строим эпюры, задача решена.

Что такое балки и колонны в конструкциях?

Вот несколько советов, как сделать ваш онлайн-курс максимально комфортным.

Балки и колонны — это два важных типа структурных элементов, которые играют ключевую роль в создании безопасного пути нагрузки для передачи веса и сил, действующих на конструкцию, на фундамент и землю. Балки и колонны могут быть построены с использованием одинаковых форм и материалов, но каждая из них выполняет разные функции и спроектирована по-разному.

Балки обычно представляют собой горизонтальные конструктивные элементы, которые несут нагрузки, перпендикулярные их продольному направлению.Подумайте о балансировочной бревне в гимнастике. Это прямоугольный объект длиной 15 футов, поддерживаемый с обоих концов. Когда человек идет по балке около середины пролета, его вес представляет собой вертикальную направленную вниз силу, действующую перпендикулярно продольному направлению балки.

Балки используются для поддержки веса полов, потолков и крыш здания и для передачи нагрузки на вертикальный несущий элемент конструкции. Иногда большие и тяжелые балки, называемые передаточными балками, используются для поддержки совокупного веса уложенных друг на друга стен или других балок и передачи нагрузки на опоры.

Проектирование или определение размеров балок требует понимания основных физических принципов и инженерной статики. Инженер-строитель обучен и полностью оборудован для проверки нагрузок, действующих на балку, расчета сил и напряжений, действующих на нее, и соответствующего выбора материала, размера и формы. Часть инженерных консультаций, которые я предоставляю своим клиентам, — это структурное проектирование балок в новых зданиях и восстановление или усиление существующих балок в конструкции.

В случае нового здания существует большая гибкость в выборе размера и типа материалов для балок, которые лучше всего подходят для конструкции. Наиболее распространенные типы материалов, которые я рекомендую своим клиентам, — это балки из стальных профилей, железобетон, цементная кладка и балки из дерева. У всех материалов есть свои плюсы и минусы, но обычно их выбирают на основе их стоимости, размера и огнестойкости.

При работе над структурным дизайном новой балки или восстановлением существующей, я принимаю во внимание несколько факторов.Эти факторы включают в себя величину нагрузки, действующей на балку, длину или пролет балки, доступную высоту в свету под балкой или любые ограничения по геометрии, пределы прогиба балки, прочность материала, а также класс огнестойкости и стойкость. . Подобные факторы используются при проектировании колонн.

Колонны — это вертикальные структурные элементы, в которых нагрузка передается параллельно продольной оси как сжатие, а иногда и как растяжение. Например, представьте себе прямоугольный стол с четырьмя ножками по углам.Вес стола и всех предметов на столе передается на пол через ножки, действующие при сжатии. В этом случае ноги можно рассматривать как колонны.

Колонны используются для поддержки балок перекрытия / крыши и колонн верхнего этажа. Колонны нижнего этажа высокого здания должны выдерживать совокупный вес всех этажей выше. Поэтому в идеале расположение колонн должно быть одинаковым на всех этажах. Это не всегда возможно, особенно в сложных архитектурных проектах, где каждый этаж имеет разную планировку.В таких случаях я часто рекомендую клиентам привлекать группу проектировщиков конструкций на ранних этапах проекта, чтобы они вместе с архитекторами разработали наиболее идеальную компоновку колонн.

При проектировании колонны в новом здании я принимаю во внимание несколько факторов. Я начинаю с расчета веса перекрытий / крыши, поддерживаемых колонной, затем выбираю материал и размер по мере необходимости. Высота столбца играет важную роль в общем размере столбца. Колонна, которая поддерживает 1000 фунтов и имеет высоту 10 футов, возможно, должна быть вдвое больше колонны, поддерживающей 1000 фунтов, и иметь высоту 20 футов.Все зависит от геометрии колонн и свойств материала.

Надеюсь, это даст вам хорошее представление о том, какие балки и колонны входят в структуру и здание, и почему они являются очень важными структурными элементами, которые нельзя упускать из виду. В следующий раз, когда вы войдете в здание или поедете по мосту, попробуйте осмотреться и выяснить, какие элементы, которые вы видите, используются как балки, а какие — колонны. Если вы застряли или у вас есть какие-либо вопросы относительно структуры, которую вы просматриваете, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, и мы будем рады помочь вам!

Если вам нужна дополнительная информация об основах проектирования конструкций, не стесняйтесь получить наше полное руководство здесь!

Ной — профессиональный инженер, работающий в Crosier Kilgour & Partners Ltd, консалтинговой фирме по проектированию конструкций в Виннипеге, Манитоба, Канада, и имеет более чем 8-летний опыт работы в инженерной профессии в качестве проектировщика конструкций и менеджера проектов.Он работал над множеством уникальных проектов на протяжении всего своего времени в инженерной сфере, включая оценку состояния существующих структур, реконструкцию существующих зданий, дополнения к существующим зданиям и проектирование новых структур, которые он получает привилегию видеть, как они строятся с нуля. в городе, в котором он вырос.

What is Beam? это 5 различных типов, размеров и целей

Что такое луч?

Балка — это горизонтальный элемент конструкции в здании, который выдерживает боковые нагрузки, приложенные к оси балки.Структурный элемент, который противостоит силам, действующим в поперечном или поперечном направлении к оси (балки), называется балкой .

В нем нагрузки действуют поперек продольной оси, что создает срезающие силы и изгибающий момент . Боковая нагрузка, действующая на балки, является основной причиной изгиба балки. Они несут ответственность за передачу нагрузки от плиты к колонне. Схема распределения нагрузки,

Перекрытие |> Балка |> Колонна |> Фундамент

Эта балка соединена с колонной, и это соединение называется прямой опорой , в то время как балка, соединенная с балкой, и это соединение называется непрямой опорой

Назначение балок

Это структурный элемент, способный выдерживать нагрузку, прежде всего, за счет сопротивления ее изгибающим силам.Их делают из стали или железобетона (ПКК) или стали. Используем в составе до

• Сопротивление нагрузкам
• Противодействие изгибающему моменту и усилиям сдвига .
• Соедините конструкцию вместе.
• Обеспечивают равномерное распределение нагрузок.

В балке использовались разные арматуры с разными целями, например,

• Опорные стержни — Эти стержни расположены в верхней части балки и служат для удержания хомутов на месте.
• Основные балки — Предназначены для перевозки грузов (моментов).
• хомуты — Для противодействия касательным напряжениям (поперечной силе).

Обычно они характеризуются своим профилем (форма , поперечное сечение, длина, материал ). Этот элемент конструкций RCC размещается горизонтально, чтобы выдерживать нагрузку и противодействовать как изгибающим, так и касательным напряжениям.

• В жилом доме 9 ʺ × 12 ʺ или 225 мм × 300 мм по (коды IS).
• Минимальный размер балки RCC не должен быть меньше 9 ʺ × 9 ʺ или 225 мм × 225 мм с добавлением толщины плиты 125 мм.

• Стремена используются для противодействия сдвиговому усилию . Его также называют усилением сдвига в балке.
• Сила сдвига составляет максимум на концевых опорах (балки с простой опорой) и ноль в середине пролета, поэтому расстояние между скобами или кольцами близко к каждой концевой опоре по сравнению с серединой.
• Стремена имеют прямоугольную форму с арматурными стержнями и обернуты вокруг верхних и нижних стержней балки.
• Иногда хомуты размещают по диагонали и по вертикали , чтобы избежать разрушения при сдвиге в случае трещин в балках.

Обычно балки классифицируются по форме поперечного сечения, длине и условиям равновесия.

Балка с простой опорой поддерживается с обоих концов. Эти балки в основном используются в общем строительстве.

• Поддерживается для свободного вращения на двух концах стен или колонн.
• Нет момент сопротивления на поддержке.

Балка, имеющая более двух опор, такая балка называется неразрезной балкой.Между этими балками используются две или более двух опор, и эти балки аналогичны балкам с простой опорой.

• Поддерживается на двух или более вертикальных опорах.
• Считается более экономичной балкой по сравнению с другими.
• Балка, над которой обе стороны выступают, называется двойной выступающей балкой .

Балка, закрепленная на обоих концах, называется закрепленной балкой.Неподвижные балки не допускают вертикальное перемещение или вращение балки. В этой балке не будет изгибающего момента. Неподвижные балки испытывают только силу сдвига и обычно используются в фермах и других конструкциях.

• Оба конца балки жестко закреплены опорами.

Балка, закрепленная на одном конце и свободная на другом конце, называется выступающей балкой. Эти балки несут нагрузки как напряжения сдвига, так и изгибающего момента.Эти балки обычно используются в фермах моста и других элементах конструкции.

• Его один конец закреплен в стене или колонне , а другой конец — свободен.
• В кантилевере зона растяжения расположена вверху, а зона сжатия внизу

5: Свисающая балка:

Балка, которая поддерживается двумя точками, но в третьей точке висит или не является опорой, называется выступающей балкой.Это комбинация консоли и балки с простой опорой.

• Его концы выходят на за колонны или стены.
• Свисающая часть находится на без опоры или может располагаться на с обеих сторон балки.

Виды нагрузок на балки

Точечная нагрузка определяется как нагрузка, приложенная к одному месту на всей длине пролета.

• Его еще называют сосредоточенной нагрузкой .
• Действуйте на небольшом расстоянии.
• Нагрузка обозначена как P , а стрелка показывает направление нагрузки.

Эта нагрузка делится на две основные нагрузки, например,

Равномерно распределенная нагрузка (UDL)

Величина нагрузки остается неизменной для всего пролета, называемая равномерно распределенной нагрузкой.

Равномерно изменяющаяся нагрузка (УВЛ)

Нагрузка, величина которой непрерывно изменяется на всем протяжении пролета.

• Также называется неравномерно распределенной нагрузкой .
• Он также делится на два следующих типа: Треугольная, и Трапецеидальная нагрузка .

Эта сила действует на один и тот же пролет с одинаковой нагрузкой и противоположными силами.

• В случае неравной нагрузки одна сила заставляет их вращаться на .
• Выражается как кип.м, кг.м, Н.м, фунт.футов и т. д.

Армирование в балке RCC

Армирование обеспечивается в зоне растяжения, называемой одиночной арматурной балкой.

• Несет максимальный изгибающий момент и напряжение .
• Сжатие противодействует бетону .
• Практически это не применимо.

Армирование предусмотрено в обеих зонах (растяжение и сжатие).

• Двойное армирование используется, когда глубина ограничена.
• Эта арматурная балка используется в конструкциях.

Очистить следующие термины:

Сила сдвига:

• Алгебраическая сумма всех сил, действующих по обе стороны от секции, называется поперечной силой.

Изгибающий момент:

• Любой момент создается в балке из-за приложения к ней нагрузки, элемент вызывает изгиб под действием этого явления, известного как изгибающий момент.

Прогиб:

• Прогиб балки вызывается нагрузками, температурой, плохой конструкцией и оседанием, а также изгибающим моментом и осевой силой.

Также читайте:

1. BBS балки
2. Длина реза хомутов

Если вам понравилась эта информация, поделитесь ею с друзьями…

21 Типы балок в строительстве [PDF] — Строительное проектирование

🕑 Время чтения: 1 минута

При строительстве зданий и сооружений используются разные типы балок.Это горизонтальные элементы конструкции, выдерживающие вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты. Балки передают нагрузки, действующие по длине, на их конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т. Д.

В этой статье будут обсуждаться различные типы балок, используемых в строительстве, в зависимости от их способа опоры, формы поперечного сечения (профиля), длины и материала.

Существуют различные типы балок, которые классифицируются на основе следующих условий

1. На основе условий поддержки
2. На основе строительных материалов
3. На основе форм поперечного сечения
4. На основе геометрии
5. На основе условия равновесия
6. На основе метода строительства
7. Прочие

На основе условий поддержки

Это один из простейших конструктивных элементов, оба конца которого опираются на опоры, но могут свободно вращаться. Он содержит опору с штифтами на одном конце и роликовую опору на другом конце. В зависимости от заданной нагрузки он выдерживает сдвиг и изгиб.

Он поддерживается с обоих концов и фиксируется для предотвращения вращения. Ее еще называют встроенной балкой. Неподвижные концы создают моменты, отличные от реакций.

Если балка закреплена на одном конце и свободна на другом конце, она называется консольной балкой. Балка распределяет нагрузку обратно на опору, где она действует против момента и напряжения сдвига. Консольные балки позволяют создавать эркеры, балконы и некоторые мосты.

Сплошная балка имеет более двух опор, распределенных по всей ее длине.

На основе строительных материалов

Он построен из бетона и арматуры, как показано на рис. 5. Иногда железобетонная балка скрывается в железобетонных плитах и ​​называется скрытой балкой или скрытой балкой.

Он изготовлен из стали и используется в нескольких областях.

Деревянная балка изготовлена ​​из дерева и использовалась в прошлом. Однако применение такой балки в строительной отрасли сейчас значительно сокращается.

Композитные балки изготавливаются из двух или более различных материалов, таких как сталь и бетон. На рис. 8 показаны различные допустимые поперечные сечения составной балки.

На основе форм поперечного сечения

Имеются балки нескольких форм поперечного сечения, которые используются в различных частях конструкций. Эти балки могут быть изготовлены из железобетона, стали или композитных материалов:

Профили поперечного сечения железобетона включают:

Балка этого типа широко применяется при строительстве железобетонных зданий и других сооружений.

Балка этого типа в основном монолитная с железобетонной плитой. Иногда для увеличения прочности бетона на сжатие строят изолированную тавровую балку.

Кроме того, перевернутая тавровая балка может быть сконструирована в соответствии с требованиями нагрузки.

Балка этого типа строится монолитно с железобетонной плитой по периметру конструкции, как показано на рис.10.

Профили поперечного сечения стали включают:

Существуют различные формы поперечного сечения стальных балок. Каждая форма поперечного сечения дает превосходные преимущества в определенных условиях по сравнению с другими формами.

Квадратные, прямоугольные, круглые, двутавровые, Т-образные, Н-образные, С-образные и трубчатые являются примерами профилей поперечного сечения балок, изготовленных из стали.

На рис. 8 показано различных типов балок на основе форм поперечного сечения, изготовленных из композитных материалов .

На основе геометрии

Балка с прямым профилем, большинство балок в конструкциях являются прямыми балками.

Балка с криволинейным профилем, например, в зданиях круглой формы.

Балка с коническим поперечным сечением.

5.На основе условия равновесия

Для статически детерминированной балки для решения реакций могут использоваться только условия равновесия. Количество неизвестных реакций равно количеству уравнений.

Для статически неопределимой балки условий равновесия недостаточно для решения реакций. Таким образом, анализ балок этого типа более сложен, чем анализ статически определенных балок.

По методу построения

Балка этого типа строится на строительной площадке. Итак, сначала фиксируются формы, затем заливается свежий бетон и дается затвердеть. Тогда будут наложены нагрузки.

Этот тип балки изготавливается на заводах. Таким образом, состояние строительства более контролируемо по сравнению со строительством на месте.Следовательно, качество бетона балки будет лучше.

Могут быть изготовлены различные формы поперечного сечения, такие как тавровая балка, двутавровая балка, перевернутая тавровая балка и многие другие.

Предварительно напряженная бетонная балка изготавливается путем натяжения прядей перед приложением нагрузок на балку. Предварительно напряженная бетонная балка и предварительно напряженная бетонная балка являются разновидностями предварительно напряженной бетонной балки.

Прочие

Глубокая балка имеет значительную глубину, как показано на рис. 21, а ее отношение ширины пролета к глубине меньше четырех согласно Кодексу ACI. Существенная нагрузка переносится на опоры за счет силы сжатия, сочетающей нагрузку и реакцию. Следовательно, распределение деформации больше не считается линейным, как в случае обычных балок.

Балки, воспринимающие большие нагрузки, обычно используются стальные профили.

Часто задаваемые вопросы о различных типах балок в строительстве

Балки — это горизонтальные элементы конструкции, которые выдерживают вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты. Они передают нагрузки, возникающие по длине, на их конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т. Д.

Балки RCC изготавливаются из бетона и арматуры.Они выдерживают вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты.

Сплошная балка имеет более двух опор, распределенных по всей ее длине.

1. Ролик
2. Штифт
3. Фиксированный

1. Балка с простой опорой
2. Неподвижная балка
3.Балка консольная
4. Балка неразрезная

Типы балок — Designing Buildings Wiki

Балки — это структурные элементы, которые выдерживают нагрузки, приложенные к их оси. Обычно они передают нагрузки, приложенные по длине, к конечным точкам, где нагрузки передаются на стены, колонны, фундаменты и т. Д.

Балки могут быть:

• Простая поддержка: то есть они поддерживаются с обоих концов, но могут свободно вращаться.
• Исправлено: поддерживается с обоих концов и фиксируется для сопротивления вращению.
• Свисающие: выступающие опоры с одного или обоих концов.
• Непрерывный: распространяется более чем на две опоры.
• Консольный: поддерживается только с одного конца. См. Cantilever для получения дополнительной информации.

Они могут быть статически определенными, то есть их реакции могут быть решены с использованием условий равновесия, или они могут быть статически неопределенными.

Исторически балки изготавливались из дерева, но они также могут быть изготовлены из стали, бетона или могут быть композитными конструкциями.

Широко доступны самые разные формы поперечного сечения, в том числе; квадратные, прямоугольные, круглые, двутавровые, Т-образные, Н-образные, С-образные, трубчатые и т. д.

Балки могут быть прямыми, изогнутыми или коническими.

Универсальная балка (UB) — это балка с I или H-образным поперечным сечением, доступная в различных стандартных размерах. Это очень эффективная форма для выдерживания изгибающих и поперечных нагрузок в плоскости полотна.

Стандартный метод определения размеров стандартного горячекатаного стального профиля включает использование инициалов для обозначения типа профиля.Например:

‘UB 203 x 133 x 25’ — Универсальная балка с номинальными размерами глубиной 203 мм, шириной 133 мм и массой 25 кг / м.

Ферменные балки усилены добавлением тросов или стержней для образования фермы

Вальмовые балки обычно используются в крышах, где они образуют наклонный наклонный скат крыши, поддерживающий другие несущие балки (или стропила), которые отходят от них с обеих сторон и спускаются к карнизу.

Составные балки — это балки, сформированные из двух или более разнородных материалов, таких как бетонно-стальные балки.Примерами композитных балок являются балки перекрытия, балки фальш-балки и неглубокие перекрытия.

Для получения дополнительной информации см. Композитные бетонно-стальные конструкции.

Открытые балки обычно используются для конструкций, требующих больших пролетов с легкими или умеренными нагрузками.

Дополнительную информацию см. В разделе «Открытая балка».

Решетчатые балки являются альтернативой открытым перемычкам и могут использоваться для пролетов до 15 м с большим отношением глубины к массе. Это могут быть решетчатые балки с пластинчатыми балками или трубчатые решетчатые балки.

Для получения дополнительной информации см. Решетчатую балку.

Балочные мосты — это мосты простой формы, состоящие из балочного настила, поддерживаемого с обоих концов опорами или опорами.

См. Балочные мосты для получения дополнительной информации.

Охлаждающие балки используются для охлаждения внутренних пространств зданий. Обычно охлаждающие балки равномерно распределяются по потолку помещения. Они включают охлажденную воду, перекачиваемую через медные охлаждающие змеевики, прикрепленные к алюминиевым ребрам, которые охлаждают воздух за счет конвекции.

См. «Охлаждающая балка» для получения дополнительной информации.

‘Горизонтальная балка, соединяющая два стропила в крыше или стропильной ферме.’ Ссылочный чертеж для понимания, создания поясняющих чертежей исторических зданий, опубликованный издательством Historic England в 2016 году.

Что такое двутавровая балка и почему она используется?

Двутавровая балка — это форма из конструкционной стали, используемой в зданиях, также известная как H, W, широкая, универсальная балка или рулонная балка. Они призваны играть ключевую роль в качестве опорного элемента в структурах.Эти балки способны выдерживать различные типы нагрузок.

Название было дано так из-за сходства поперечного сечения с буквой I. Эти балки часто используются для формирования балок и колонн различных размеров и спецификаций. Для инженеров-строителей и мастеров критически важно понимать важность двутавровых балок в стальных конструкциях.

Конструкция двутавровой балки

Двутавровая балка спроектирована с использованием двух вытянутых плоскостей, называемых фланцами, соединенных перпендикулярным компонентом, называемым стенкой.Весь корпус этого элемента конструкции имеет двутавровое или Н-образное поперечное сечение. Наряду со сталью, балки из алюминиевых сплавов и низколегированных сталей также существуют для использования в различных целях, таких как мосты, строительные рамы и т. Д.

1. Прогиб. Толщина должна быть достаточной для минимизации прогиба.
2. Вибрация . При выборе следует стремиться к минимальной вибрации. В этом отношении важны жесткость и масса балки.
3. Гибка . Объемное тело должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать напряжения текучести.В противном случае происходит изгиб.
4. Изгиб. Скручивающие напряжения вызывают коробление двутавровой балки, что может привести к нежелательным последствиям. Соответственно следует подбирать фланцы.
5. Напряжение. Выбор двутавровой балки с правильной толщиной стенки жизненно важен для предотвращения волнистости или коробления при растяжении.

Двутавровые балки предназначены для изгиба, а не изгиба при высоких нагрузках. Плотность пучка неоднородна. Области, где расположены осевые волокна, имеют более высокую плотность, чтобы уравновесить точку наибольшего напряжения.Лучи, имеющие малую площадь поперечного сечения, более идеальны, поскольку требуется меньше материала без ущерба для желаемой формы.

Где используются балки?

Двутавровые балки интенсивно используются в различных областях стальных конструкций. Обычно используются каркасы и жизненно важные опорные элементы. Прочная и поддерживающая конструкция обеспечивается за счет использования стальных двутавровых балок. Использование этих балок может быть экономически выгодным, поскольку они уменьшают необходимость использования слишком большого количества опорных компонентов.Универсальный и надежный характер делает их незаменимыми для каждого подрядчика и инженера.

Двутавровые балки часто используются в строительстве, потому что они просто функциональны. Их однонаправленный изгиб — одно из их лучших уникальных свойств. Веб-компонент отвечает за противодействие сдвиговым напряжениям, в то время как фланцы обеспечивают сопротивление изгибу. Они способны выдерживать самые разные нагрузки без потери устойчивости. Поскольку I-образная форма не требует использования чрезмерного количества стали, их можно считать рентабельными.Всегда найдется подходящий тип двутавровой балки для любого строительного назначения. Применимость этих балок для всех сценариев строительства не зря дала известное название «универсальная балка».

Реакции пучков и диаграммы — Приложение к сопротивлению материалов для энергетики

Диаграммы

В конце этой главы вы должны уметь:

• Определение реакции свободно опертых, выступающих и консольных балок
• Рассчитайте и начертите диаграммы силы сдвига и изгибающего момента балок, подверженных сосредоточенным нагрузкам, равномерно распределенным нагрузкам и их комбинациям.

Балки обзор

Балки — это конструкционные элементы для различных инженерных применений, таких как крыши, мосты, механические узлы и т. Д. В целом балки являются тонкими, прямыми, жесткими, изготовлены из изотропных материалов и, что наиболее важно, подвергаются нагрузкам, перпендикулярным их продольной оси. Если вместо перпендикулярных нагрузок тот же элемент конструкции будет подвергаться продольным нагрузкам, он будет называться колонной или стойкой. Если тот же самый элемент будет подвергаться крутящему моменту, он будет называться и рассматриваться как вал.Поэтому при определении механических или конструктивных компонентов очень важно учитывать способ нагрузки.

Обратите внимание, что когда дело доходит до ориентации, балки могут быть горизонтальными, вертикальными или с любым наклоном между ними (например, погруженные пластины, анализируемые в гидромеханике)… при условии, что нагрузка перпендикулярна их главной оси.

Опоры балок:

Нагрузки на балку :

Типы балок:

Решение для лучевых реакций

При решении для реакций рекомендуются следующие шаги:

1. Нарисуйте диаграмму тела без балки
2. Замените равномерно распределенную нагрузку (если есть) эквивалентной точечной нагрузкой
3. Решите ΣM _A = 0 (сумма моментов относительно опоры A).Это даст вам R _B (реакция на опоре B).
4. Решите ΣM _B = 0. Это даст вам R _A .
5. Используя R _A и R _B , найденные на шагах 3 и 4, проверьте, удовлетворяется ли ΣV = 0 (сумма всех вертикальных сил).
   1. Обратите внимание, что шаги 4 и 5 можно поменять местами.
   2. Для консольной балки используйте ΣV = 0, чтобы найти вертикальную реакцию на стене, и ΣM _wall = 0, чтобы найти моментную реакцию на стене. Другого уравнения для подтверждения ваших результатов нет.

Диаграммы поперечных сил и изгибающих моментов

«Сдвиговые силы — это внутренние силы, развивающиеся в материале балки для уравновешивания приложенных извне сил для обеспечения равновесия всех частей балки.

Изгибающие моменты — это внутренние моменты, возникающие в материале балки для уравновешивания тенденции внешних сил вызывать вращение любой части балки ». [3]

Сила сдвига в любом сечении балки может быть найдена путем суммирования всех вертикальных сил слева или справа от рассматриваемого сечения.

Точно так же изгибающий момент в любом сечении балки может быть найден путем сложения моментов слева или справа от рассматриваемого сечения. Опорной точкой момента является рассматриваемое местоположение.

По соглашению внутренние сдвигающие силы, действующие вниз, считаются положительными. Они противодействуют восходящим внешним силам. Следовательно, при представлении поперечных сил вы можете нарисовать их в направлении внешних сил. Это визуально проще, чем следовать условным обозначениям.

Моменты по часовой стрелке обычно считаются отрицательными, а моменты против часовой стрелки — положительными. При представлении изменения изгибающего момента обратитесь к следующей таблице, в которой показаны качественные кривые изгибающего момента в зависимости от формы графиков поперечной силы.

.

При построении диаграмм поперечного усилия и изгибающего момента, хотя условные обозначения важны, согласованность имеет решающее значение. Например, рассмотрим простую балку, нагруженную точечной нагрузкой, приложенной к нагрузке UD.Запуск диаграмм на опоре A, глядя на страницу, сгенерирует следующее:

Теперь переверните луч горизонтально на 180 ° (или измените точку наблюдения, глядя на луч с противоположной стороны) и начертите диаграммы, начиная с той же точки A. Диаграммы будут выглядеть следующим образом:

Обратите внимание, что, хотя диаграммы поперечных сил выглядят как зеркальные изображения (перевернутые по горизонтали), на диаграмму изгибающего момента это не влияет. Кроме того, наиболее важный результат этого анализа показывает, что значения максимальной силы сдвига и изгибающего момента всегда будут одинаковыми.

При построении схем балок необходимо учитывать следующее:

Диаграммы поперечных сил:

• На концах балки с простой опорой сила сдвига равна нулю.
• У стены консольной балки поперечная сила равна вертикальной реакции у стены. На свободном конце балки поперечная сила равна нулю.
• На любом сегменте балки, где не действуют нагрузки, поперечная сила остается постоянной (горизонтальная линия).
• Точечная нагрузка или реакция на диаграмме поперечных сил приводит к резкому изменению диаграммы в направлении приложенной нагрузки.
• Равномерно распределенная нагрузка, действующая на балку, представляет собой прямолинейную поперечную силу с отрицательным или положительным наклоном, равную нагрузке на единицу длины.

Диаграмма изгибающих моментов:

• На концах свободно опертой балки изгибающие моменты равны нулю.
• У стенки консольной балки изгибающий момент равен моменту реакции.На свободном конце изгибающий момент равен нулю.
• В том месте, где поперечная сила пересекает нулевую ось, соответствующий изгибающий момент имеет максимальное значение.
• Форма кривой изгибающего момента между двумя точками балки показана в двух приведенных выше таблицах.
• Изменение изгибающего момента между двумя точками балки равно площади под диаграммой поперечных сил между теми же двумя точками.

Приведенные выше рекомендации помогут вам в построении диаграмм направленности; они также служат проверкой.

Рассчитайте реакции балки и нарисуйте диаграммы поперечной силы и изгибающего момента для следующих балок.

При составлении диаграмм пучка в классе и дома вы можете проверить свои ответы с помощью бесплатного онлайн-калькулятора пучка: SkyCiv Cloud Engineering Software

Задача 1: Укажите максимальные значения поперечной силы и изгибающего момента.

Задача 2: Укажите максимальные значения поперечной силы и изгибающего момента.

Проблема 3: Балка длиной 24 метра просто опирается на 3 метра с каждого конца. Балка несет точечную нагрузку 18 кН на левом конце и 22 кН на правом конце балки. Балка весит 400 кг / м. Нарисуйте схемы балок и определите место на балке, где изгибающий момент равен нулю.

Задача 4: Простая свисающая балка длиной 112 футов выступает над левой опорой на 14 футов. Балка несет сосредоточенную нагрузку в 90 тысяч фунтов на 12 футов от правого конца и равномерно распределенную нагрузку в 12 тысяч фунтов / фут на 40 футов. раздел с левого конца.Нарисуйте схемы балок и определите поперечную силу и изгибающий момент на участке в 50 футах от левого конца.

Проблема 5: Предложите улучшение для этой главы.

Что такое бетонные балки и его преимущества

Балка является важным элементом конструкции, выдерживающим нагрузки, приложенные к оси балки.

Его режим и работа прогиба при изгибе.

Когда нагрузки, прикладываемые к балке в результате реакции сил на точки балки и опоры,

несколько сил действуют на стропила, в результате возникают изгибающие моменты и поперечные силы на валу, вызывающие внутренние деформации, напряжения и прогибы балки.

При вертикальной и горизонтальной нагрузке на конструкцию также можно использовать несущую единицу и прочность бетонной балки.

Существует различных типов балок , таких как балки из железобетона и железобетона,

, и эти балки используются для плит, стальных стержней или волокон в бетоне.

Такая сталь усиливает бетонную балку. увеличивает прочность вала и позволяет балке растягивать напряжение и противостоять изгибу.

Без стальной арматуры бетон будет разрушаться при высоких нагрузках.

• бетонные балки

Стальная конструкция защищает бетон от атмосферных воздействий и предотвращает коррозию стали.

Если бы сталь заржавела, она бы расширилась, потрескалась и отделилась бы от бетонной оболочки. Это снова ослабило бы балочную конструкцию.

• Бетонные балки обладают высокой прочностью на сжатие по сравнению с другими строительными материалами.

• За счет армирования бетон также может помочь с качественной величиной растягивающего напряжения.

• Погода и огонь Устойчивость к железобетона отличная.

• Железобетонная балка для строительной системы более долговечна, чем любой другой строительный материал и метод.

• Железобетон, это материал с текучей структурой, вначале его можно экономично формовать по диапазону и форме.

• В обслуживании железобетонная балка стоит небольшая цена.

• В строительстве, например, плотин, фундаментов, опор и т. Д., Здания из железобетона наиболее экономичны и лучше всего подходят с материалом.

• Действует как сотрудник с отклонением .

• Железобетону можно придать любую форму, и он обычно используется в компонентах сборных конструкций.

• По сравнению со сталью структурированная , железобетон не требует квалифицированного профессионального труда для установки конструкции.

Недостатки железобетона:

Прочность на растяжение железобетона составляет 1/10 всей прочности на сжатие.

Есть ступеней , в которых железобетон используется для смешивания, отверждения и литья. На них влияет окончательная сила.

Стоимость форм, используемых при отливке RC, сравнительно выше.

Для многоквартирного дома RCC колонны большого сечения, так как его прочность на сжатие слишком низкая.

Усадочные трещины и потеря прочности.

Практическая усиленная конструкция балки обычно состоит из прочности стержней с действием сил сдвига, изгибающего момента , и крутящих моментов.