Виды балок – Виды балок — определение и секреты их выбора от А до Я

основные виды, рекомендации по использованию

Балка представляет собой составной линейный элемент несущей конструкции, имеющий минимум  две точки опоры (опирается на оба конца) и работающий на изгиб. Использование балки направлено в первую очередь на распределение весовой нагрузки всей конструкции. Наиболее часто применяется горизонтальное использование балки, которая компенсирует вертикальную поперечную нагрузку. А само весовое давление балки компенсируется вертикальными элементами, горизонтальная поверхность которых является точкой опоры для балки. Последующая компенсация приходится на опоры конструкции, если отсутствуют дополнительные промежуточные элементы. Таким образом, взаимокомпенсация весовых нагрузок позволяет обеспечить устойчивость и надежность всей конструкции.

Виды балок в строительстве

На фото: балки двутавровые в устройстве кровли

Существует большое количество официальных классификаторов элементов строительных конструкций. Ниже будет представлены две наиболее объективные классификационные схемы.

Классификация строительных балок по виду материала

• Стальная балка представляет собой поперечный или продольный элемент несущей конструкции, выполненный из специальной, углеродистой или низколегированной стали методом горячего или холодного металлопроката. Главное достоинство стальных балок: оптимальная степень прочности при работе на изгиб. Применяются при возведении конструкции, предполагающей повышенную весовую нагрузку или высокую степень опасности: подвесные пути, шахтные стволы и так далее.

На фото: стальная двутавровая балка

• Железобетонная балка представляет собой строительный элемент линейного типа, применяемый в несущей конструкции с целью перераспределения веса и повышения устойчивости всей конструкции и состоящий из композиционного материала: бетонная матрица, усиленная стальной арматурой. Железобетонные балки являются более дешевым аналогом стальных балок и применяются на объектах со стандартной весовой нагрузкой: жилищное строительство, возведение зданий промышленного типа.

На фото: железобетонная балка для возведения моста

• Деревянная балка представляет собой элемент несущей деревянной или иной облегченный конструкции, выполненный из древесины. Широко применяется для возведения жилых и хозяйственных сооружения из дерева.

На фото: деревянная балка в устройстве перекрытия

Классификация строительных балок по типу торцевого сечения

• Сечение прямоугольного типа. Целесообразно в использовании в пролетах с малой длиной.
• Сечение «L»-типа. Применение целесообразно при конструировании фасадов сооружений.
• Стандартные и двускатные тавровые балки (сечение «T»-типа). Оптимально подходят для пролетов средней длины. В
• Балка двутавровая. Имеют повышенную устойчивость и используются для длинных пролетов.
• Сечение «V»-типа. Используются в качестве дополнительного элемента для усиления несущей конструкции.
• Сечение «VT»-типа. Использование в качестве прогонов.

Двутавровые балки в свою очередь делятся на подкатегории:

• Балка двутавровая с параллельными гранями полок. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 26020-83.
• Стандартная двутавровая балка с углом наклона граней полок от 6 до 12%. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 8239-89.
• Специальная двутавровая балка, стандарты и размеры представлены ГОСТом 19425-74. Делятся на два подтипа с маркировкой: «M» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 12%; «C» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 16%.

Отдельно необходимо рассмотреть такой элемент несущей конструкции, как ригель (иногда имеет наименование: ригельная балка). Ригель в подавляющем большинстве случаев бывает железобетонным и в отличие от стандартной балки является неотъемлемым элементом рамы (балка – это самостоятельный элемент конструкции). Ригель широко используется при устройстве опалубки.

Расчет прочности балки при работе на изгиб

Для расчета прочности балки на прогиб (то есть определение веса, который данный элемент несущей конструкции способен выдерживать без появления деформаций и иных ведущих к разрушению конструкции факторов) требуется учитывать целый ряд факторов, основными из которых являются:

• Длина балки. Чем короче балка, тем большую нагрузку она способна выдержать.
• Материал, из которого изготовлена балка. Сталь является наиболее прочным материалом.
• Поперечное сечение балки (площадь и форма). Чем больше площадь, тем больше допустима нагрузка на изгиб.
• Способ закрепления балки в несущей конструкции. Во многом зависит от формы сечения. Балка двутавровая крепится наиболее прочно.

Для расчета максимальной нагрузки на изгиб используют формулы сопромата. Для упрощения процесса можно использовать онлайн-калькулятор, позволяющий получить достаточно точное значение на основании введенных данных.

Рекомендации при выборе строительных балок и возведении конструкций

• Основным фактором при выборе балки для возведения несущей конструкции является расчет веса максимальной нагрузки при воздействии поперечных вертикальных сил. Однако, в районах с нестабильными климатическими условиями и высокой степенью сейсмологической опасности необходимо произвести расчет действия поперечных горизонтальных сил.
• Профили двутавра могут иметь в маркировке следующие буквы: Б, Ш, К. Расшифровка: Б – стандартная, Ш – широкополочная и К – колонная двутавровая балка соответственно.

Выбрать оптимальные профили балки при строительстве – обеспечить долговечность и надежность конструкции!

viascio.ru

виды, сечения, материал и маркировка

При строительстве промышленных и жилых сооружений немаловажную роль играет такая конструкция, как балка. Этот элемент является несущим на себе основные нагрузки здания в вертикальном направлении. Поэтому очень важным моментом в процессе возведения постройки является расчет и выбор этой строительной детали. От ее надежности, стойкости будет зависеть срок эксплуатации комплекса.

По способу крепления, строительная балка выступает в качестве горизонтального или наклонного бруса, чаще работающего на изгиб. Дополнительная важная функция горизонтальной балки — распределение рассредоточенной нагрузки при действии вертикально направленного момента силы. Именно эта направленность позволяет изделию значительно снизить давление на вертикальные конструкции (колонны, стойки) и прочно их укрепить.

Какие бывают виды балок?

Строительные балки, как и практически все материалы, используемые на стройках, классифицируются по различным видам, ориентированным на определённые работы.

Деревянные

В спектр балочных древесных изделий применяемых, соответственно, в деревянных постройках, попадают лаги, ригели, прогоны, перекладины, и другие элементы, составляющие каркас брускового или бревенчатого жилого загородного дома. При разделении этажей используют балки перекрытий. Для устройства крыши выстраивают балочный каркас, где применяют стропила. Главная функция деревянных балок, равномерное распределение нагрузки по плоскости верхнего покрытия (крыши). Качественные характеристики материала залог прочности и устойчивости сооружения.

Обязательно нужно помнить, что для поддержания прочности, деревянные изделия, в том числе и деревянная балка, должны быть обработаны специальными составами для защиты от горения и плесени.

Железобетонные

В строительстве, монтаж железобетона, например, на промышленных предприятиях, учитывает включение соответствующих изделий в устройство подкрановых балок, бетонных ригелей, устанавливаемых на колонны, под плиты перекрытия.

Железобетонные балки являются строительным элементом линейного типа. Выполненные из качественного бетона с расположенной внутри стальной арматурой для усиления, предназначены перераспределять нагрузку и повысить устойчивость основного конструктива.

Металлические

Металлоконструкции в строительстве включают горизонтальные и наклонные стальные балки, как важную часть жёсткого каркаса. Чаще это двутавровые балки с параллельными гранями. Основные их типы — широкие и колонные. Последние не предназначены для выдерживания повышенной нагрузки, поэтому при монтаже опорных частей, воспринимающих влияние основных действующих сил, используют широкополые балки. Применяются при устройстве подвесных путей, шахтных стволов и так далее.

Опоры

Сама балка ложится на опоры. В зависимости от конструктивных особенностей детали бывают:

• разрезными: две опоры поддерживают строительный элемент между этажами, в кровле крыши или мостовыми пролетами;
• неразрезными: несколько опор держат балку, прогиб в одном месте влияет на всю балочную нагрузку.

В зависимости от количества опорных связей данные элементы можно классифицировать на виды:

• статически определимые: когда количество реакций связей равно числу независимых уравнений равновесия статики;
• статически неопределимые: когда количество связей больше возможных уравнений статического равновесия.

Поперечное сечение как форма классифицирования

Стальные балки можно классифицировать по торцевому сечению. Подобная классификация в строительстве позволяет распределить соответствующие элементы в сортаменте металла и, таким образом, провести подбор изделий. Например:

• Прямоугольное сечение. Соответствует применению в пролетах с небольшой длиной.
• Сечение типа «L». Предназначено главным образом при возведении фасадов сооружений.
• Сечение типа «Т». Принадлежит стандартным и двускатным тавровым балкам. Оптимально соответствуют проведению монтажа пролетов средней протяжённости.
• Двутавровое сечение. Балки наделены повышенной устойчивостью и используются для пролётов большой длины. В свою очередь, двутавр может иметь параллельные грани полок. Параметры их разнятся в соответствии со стандартами и установленными ГОСТами.
• Сечение типа «V». Такая строительная балка играет роль дополнительного изделия для усиления несущей конструкции.
• Сечение типа «VT». Соответствует прогонам.

Выбор одного из этих видов зависит от назначения сооружения, сейсмоустойчивости региона, стоимости строительства.

Так, полые опоры обычно находят свое применение в легких постройках гаража, небольшого магазина, маленького навеса.

Цельные брусы вполне подойдут для перекрытий на чердаке простого деревянного домика. Различные «тавровые варианты» предназначены для более серьезных нагрузок в многоэтажных домах, производственных постройках. Двутавровые формы на крупных стройках самые популярные, так как они отлично справляются с нагрузкой на изгиб в кровельных конструкциях. Для придания им наибольшей прочности производят такие балки с толстой стенкой, с внутренними гранями под уклоном или параллельно.

А вот трапецеидальные горизонтальные опоры являются самыми крепкими и дорогостоящими.

Из какого материала и как изготавливаются балки?

Для строительных работ используются перекрытия, которые различаются по материалу и виду изготовления:

• Деревянные. Делятся на цельнобрусовые и комбинированные (склеенные из ДВП, фанеры и дерева).
• Металлические. Бывают трех классификаций: выполнены способом горячего литья уже готовой формы, сваркой отдельных частей и особые кровли из легких металлов для спортивных, концертных и выставочных сооружений.
• Железобетонные. Производятся либо в промышленных условиях с непременной вставкой арматуры, либо способом литья сразу на строительной платформе.

Нюансы при расчете балки на прочность

Расчёт прочности балки на изгиб означает определение данных по массе пригодной для балочной конструкции. При этом не допускается проявление каких-либо разрушающих деформаций, таких, как трещины.

Главные факторы, которые учитываются при расчёте на изгиб уже в более подробной форме рассмотрены выше. Выделяя основные моменты, получают следующие характеризующие данные:

• Длина балки. Изменение её в меньшую сторону повышает устойчивость, и способность выдерживать повышенные нагрузки.
• Материал изготовления. Самым крепким считается сталь. Далее, следует железобетон и замыкает цепочку древесина.
• Поперечное сечение. Расчёт площади сечения даёт понимание того какая строительная балка пригодна для проведения тех или иных работ.
• Способ крепления в несущих конструкциях. Этот пункт тесно связан с предыдущим. Наиболее прочное закрепление проводится при монтаже двутавровых балок.

Важные рекомендации, которые стоит учитывать, выбирая балки

Повторно можно заявить, что балка в строительстве, это один из главных элементов сооружения. Основной фактор при отборе балок для несущих элементов – значение максимальной нагрузки при влиянии вертикально направленных поперечных сил.

В районах, где присутствуют нестабильные климатические условия и высокая степень движения грунта, представляющая сейсмологическую опасность, расчет работы поперечных горизонтальных сил обязателен.

Для облегчения подбора данных, чтобы впоследствии сделать заявку, балки распределены по буквенным маркировкам: Б, Ш, К. Соответственно:

• Б – стандартные.
• Ш – широкополочные.
• К – колонные двутавровые балки.

Следовать рекомендациям необходимо для гарантии конструкциям долговечности и надёжности при возведении зданий.

sopromats.ru

Что такое металлическая балка в строительстве простыми словами

Строительство зданий и сооружений любого назначения не обходится без основных элементов. Металлическая балка является главной составляющей при возведении зданий. Данная металлоконструкция имеет достаточно широкую область применения. Она обеспечивает надежную опору. Качественно подобранные элементы позволяют значительно увеличить срок эксплуатации будущего сооружения.

В этой статье мы поговорим о том, что такое балка в строительстве, какие они бывают, а также рассмотрим основные области применения.

Содержание статьи

Что такое металлическая балка

Балка представляет собой металлическую конструкцию, которая предназначена для увеличения показателей прочности и устойчивости различных строительных объектов. Для их производства в основном используется сталь с различными добавками, которые увеличивают сопротивление металла при изгибе.

Изготавливаются различные виды металлоконструкции. Балка равномерно распределяет нагрузку по всей своей поверхности. Основное конструктивное назначение данного элемента – это надежная опора. В большинстве случаев из стальных балок делают перекрытия этажей и кровли зданий.

Как изготавливается металлическая балка

Любая балка состоит из стенок и полок, которые соединяются специальными стыковыми швами. В зависимости от разновидности их конструкция может отличаться. Стыковые швы выполняются при помощи сварки. Производством занимаются на оборудованных предприятиях, где имеются все необходимые станки и приспособления. Процесс изготовления выполняется в несколько технологических этапов согласно ГОСТу.

Линия производства металлической балки

Для каждого вида имеется свой ГОСТ, которые регламентирует все основные показатели и характеристики. Есть ряд определенных параметров, которые строго контролируются и проверяются у готовой продукции:

• Вес готового изделия;
• Площадь специального поперечного сечения;
• Конкретная высота и ширина готовой продукции;
• Радиус закруглений после сварки, которые располагаются внутри;
• Угол наклона граней, которые располагаются на внутренней поверхности.

В зависимости от основной площади поперечного сечения стальная балка имеет несколько групп. Группы маркируются цифрами от 10 до 60. Для каждого типа металлопроката будут свои показатели и характеристики, которые необходимо строго соблюдать. Если какой-то из этих параметров будет выше или ниже даже на минимальное значение, то готовая стальная балка потеряет свою первоначальную прочность. Использование такого металлопроката может привести к плачевным последствиям. Поэтому данные показатели строго проверяются на заводе изготовителе.

---

Например, максимальная площадь сечения двутавра составляет 138 квадратных сантиметров. В этом случае его высота будет достигать 600 миллиметров, а вес порядка 108 килограмм на каждый погонный метр.  Продукция выпускается строго определенной длинны (от 4 до 12 метров). Длина изделия напрямую зависит от площади поперечного сечения. С увеличением показателя площади будет увеличиваться и длина.

---

В соответствии с ГОСТ 8239-89 можно изготавливать металлические балки любого другого размера, которые не прописан в самом ГОСТе. Для этого необходимо выполнить дополнительные расчеты, чтобы получить точные характеристики основных параметров под индивидуальные размеры. Этим занимаются профессиональные инженеры на предприятии. При расчетах учитывается множество других параметров. Например, показатель допустимой погрешности, момент сопротивления и момент инерции. На основании полученных параметров делаются подробные чертежи, по которым в дальнейшем и изготавливается металлоконструкция нужного размера.

3 основные разновидности стальной балки

Существуют различные варианты классификации, но самый распространенный вариант – это разделение по форме. Можно выделить три основные разновидности стальных балок, которые применяются в современном строительстве:

• Тавровые. Это металлопрокат с основным сечение в виде буквы «Т»;
• Двутавровые. Данная металлоконструкция имеет сечение в виде буквы «H». В результате того, что у изделия имеется дополнительная полка с противоположной стороны, оно становится более жестким, а соответственно и более прочным;
• Швеллер. В сечении имеет букву «П». Данная продукция более универсальна и имеет множество областей применения в промышленности.

При возведении жилых и нежилых помещений чаще всего используются двутавровые балки. Они имеют большую жесткость, прочность и очень стойки к всевозможным изгибающим нагрузкам.

Каркас из двутавровой металлической балки

В строительстве применяются и другие разновидности балок. Например, деревянные и алюминиевые. Они имеют более узкую область применения, поэтому не так распространены, как стальные двутавры.

Главные особенности двутавра

Металлическая балка двутаврового типа имеет своеобразное сечение в виде буквы «H». Основными составляющими частями являются верхняя и нижняя полка, а между ними располагается стенка. В дословном переводе латинское слово «taurus» переводится как «бык». Поэтому многие называют данное изделие «двурогим».

---

Рекомендуем к прочтению:

⇒ Виды балок, секреты выбора и применения

⇒ Для «своих» все секреты про двутавры сортамент СТО АСЧМ 20-93

---

Для производства используется две разновидности стали (углеродистая или некоторые марки низколегированной). Благодаря своей форме металлопрокат способен спокойно переносить достаточно большие нагрузки различного типа, включая изгибающие нагрузки.

Балка имеет несколько базовых разновидностей в зависимости от главного назначения и области применения. Полки могут быть как параллельными друг другу, так и с определенным наклоном. Параллельные полки получили большее распространение. Они в свою очередь тоже имеют несколько групп, которые обозначаются буквами русского алфавита:

• «К» — основная область применения это строительство опор и колон;
• «У» — данная продукция имеет достаточно зауженные полки;
• «Д» — полки средней длины;
• «Ш» — достаточно широкие полки, которые выдерживают дополнительные нагрузки.

   7 областей применения

Имеется семь основных областей применения двутавра:

• Укрепление кровли жилых и промышленных зданий. Это самая распространенная сфера применения;
• Перекрытия между этажами зданий;
• Всевозможные колонны и опоры у промышленных помещений и архитектурных сооружений;
• Металлические фермы и каркасы для ангаров; ⇓

• Шахтовые стволы;
• Изготовление железнодорожных вагонов различного размера и формы;
• Мосты, крановые эстакады и ряд других строительных объектов индивидуального назначения.

Базовые преимущества и недостатки

Металлопрокат стальной двутавровый, как и любая металлическая продукция имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо знать, прежде чем использовать ее в строительной отрасли.

Контроль качества двутавровой балки

Главные преимущества – это надежность и высокие показатели прочностных характеристик. Все это достигается благодаря специфическому сечению и прочной стали. Данное изделие равномерно распределяет все воздействующие на нее силы. Нет концентрации сил в одном месте, соответственно металл не устает и срок его эксплуатации значительно увеличивается. Все это позволяет использовать металлопрокат при строительстве крупных (многоэтажных) объектов с большими нагрузками.

Кроме этих главных показателей можно выделить следующие преимущества:

• Относительно небольшой вес. Специальная форма сечения не требует достаточно большого количества металла для производства, поэтому вес готовой продукции небольшой. Вес никак не влияет на прочностные характеристики;
• Высокая экономичность. Двутавр обладает высокой жесткостью, что позволяет использовать его для укрепления колонн и опор без дополнительных армирующих элементов. Если для укрепления использовалась обычная арматура, то пришлось бы значительно потратиться на покупку необходимо объема;
• Хорошая устойчивость к сжатию и изгибающим нагрузкам. Это позволяет использовать балки в местах с повышенной вибрацией и другими видами колебаний. Например, при возведении мостов различного назначения;
• Легко сваривается. Благодаря этому значительно повышается скорость монтажа строительных конструкций;
• Все характеристики и геометрические показатели не меняются со временем. Металлопрокат настолько прочный, что даже под воздействием больших сил не деформируется, а соответственно все характеристики сохраняются;
• Удобная транспортировка. Форма в виде буквы «H» позволяет более компактно укладывать двутавр в автотранспорт. Это значительно сокращает расходы на доставку и транспортировку.

Необходимо знать

У двутавровой балки имеется и ряд недостатков, которые тоже необходимо знать и учитывать:

• Низкие показатели огнеупорности. Если в помещении или архитектурном сооружении произойдет пожар, то прочностные характеристики изделия значительно понизятся, что не позволит эксплуатировать его далее;
• Подвергается воздействию коррозии. Для производства применяется низколегированная или углеродистая сталь нескольких марок, а она очень подвержена разрушению от коррозии. Поэтому использование балок данного типа в условия высокой влажности не рекомендуется. Если использовать все же приходится, то необходимо дополнительно обработать поверхности специальным защитным средством;
• Нельзя использовать при строительстве зданий с очень большими пролетами. Если не будет дополнительных опор, то основные несущие способности на порядок уменьшатся;
• Плохая устойчивость к скручивающим силам.

Если нужна металлическая балка — обращайтесь! Мы предоставляем все сертификаты качества, а также можете почитать отзывы наших покупателей.

Всего Вам доброго!

blog.kpmtrade.ru

Виды балок — определение и секреты их выбора от А до Я

Виды балок – основные критерии классификации

Итак, основной параметр выбора заключается в том, что необходимо определиться с какой целью будет использоваться балка. Если это практическое назначение, то при подборе необходимо руководствоваться проектно-сметной документацией, в которой рассчитаны несущая способность, все эксплуатационные характеристики, включая такие как:

• общая длина;
• форма и площадь поперечного сечения;
• материал изготовления;
• способ монтажа (они отличаются).

Это и есть основные критерии выбора. Если балка используется в декоративных целях, то ориентироваться следует на дизайн-проект отдельно взятого помещения или объекта в целом. В таком случае значение имеют больше габариты и декоративные свойства, соответствие выбранному стилю дизайна интерьера и поставленным задачам, например, таким как зонирование помещений, размещение коммуникаций, элементов локального и общего освещения.

Особенности выбора

1. Длина выбирается исходя из расстояния между крайними опорами с учетом способа монтажа (балка может опираться как на две опоры, так и на несколько, либо не иметь опор в подвесных конструкциях, но тут разговор уже больше о других элементах).
2. Площадь поперечного сечения выбирается либо путем расчета нагрузок при практическом применении, либо с учетом задач, реализуемых при декоративном использовании.
3. Форма сечения встречается различная, в преобладающем числе случаев квадратная, прямоугольная, классическая круглая, реже трапециевидная, бывает еще многогранной и сложной (о фасонном металлопрокате еще поговорим).

Что касается материала изготовления, то вариантов существует множество:

• металлы и сплавы, очень широко используются металлические балки перекрытия;
• железобетон, как правило, сборные, реже монолитные железобетонные балки;
• древесина, различные породы дерева, классический строительный материал, который применяется уже тысячи лет.

Декоративные фальш-балки изготавливаются, как правило, либо из древесины, либо из полимерных материалов (пенополиуретана, пенополистирола, в народе используется термин «пенопласт»). Относительно их декоративных эффектов. Имеет значение то, поверхность какого материала воспроизводится. Очень часто это фальш-балки с имитацией под определенную породу дерева либо под покраску, есть и другие варианты.

kpmtrad.ru

4. Балки и балочные клетки. Типы балок. Компоновка балочных конструкции, типы балочных клеток. Расчет прочности и жесткости прокатных балок.

Балкой называют стержень, воспринимающий преимущественно поперечную нагрузку и работающий на изгиб. Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб. Их широко применяют в конструкциях гражданских, общественных и промышленных зданиях, в балочных площадках, междуэтажных перекрытиях, мостах, эстакадах, в виде подкрановых балок производственных зданиях, в конструкциях гидротехнических шлю­зов и затворов и в др. сооружениях.

Типы балок:

1) по статической схеме:

• однопролетные (разрезные)-проще неразрезных в изготовлении и монтаже, нечувствительны к различным осадкам опор, но по расходу материала менее выгодны;

2) по типу сечения: двутаврового и швеллерного сечения: прокатные или составные-сварные, болтовые или клепаные. Предпочтение отдается прокатным балкам как менее трудоемким, но ограниченность сортамента делает невозможным их применение при больших изгибаемых моментах;

3) по назначению: балки рабочих площадок, стропильные, подстропильные, подкрановые, мостовые;

4) по материалу: стальные, бистальные (из 2х марок стали), полистальные, из алюминиевых сплавов, комбинированные сталежелезобетонные.

5) по напряженному состоянию: обычные балки и балки с регулируемым напряжением: с предварительно-напряженными затяжками, со смещением опор в неразрезных балках.

Расчет прочности и жесткости прокатных балок.

В общем виде расчет балок можно представить так: сбор нагрузок; статистический расчет с определением внутренних усилий; подбор сечения; проверка принятого сечения на прочность, жесткость, устойчивость.

Расчет прочности:

По нормальным напряжениям

R_y-расчетное сопротивление стали; -коэф. условий работы;W_x-момент сопротивления

По касательным напряжениям

I_x-момент инерции; t_w-толщина стенки балки; S_xи I_x— статический момент и момент инерции

; R_s=0,58R_y

Расчет жесткости:

Проверка 2-го предельного состояния ведется путем определения про­гиба балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала. Полученный относительный прогиб является мерой жесткости балки и не должен превышать нормативного, зависящего от назначения балки:

; ;

Если проверка по формуле не удовлетворяется, то следует увеличить сечение балки, взяв менее прочный мат-л, или допустить недоиспользование прочности балки, что менее выгодно.

Расчет на устойчивость:

W_c-момент сопротивления для сжатого пояса; -коэффициент.

Компоновка балочных конструкций, типы балочных клеток.

При проектировании конструкции балочного покрытия рабочей площадки цеха, проезжей части моста или других аналогичных конструкций необходимо выбрать систему несущих балок, обычно называемую балоч­ной клеткой. Балочные клетки подразделяют на 3 основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный.

Выбор типа балочной клетки связан и с вопросом о сопряжении ба­лок между собой по высоте.

Сопряжение балок может быть этажное, в одном уровне и пониженное. При этажном сопряжении бал­ки, непосредственно поддерживающие настил, укладывается на глав­ные или вспомогательные. При сопряжений в одном уровне верх­ние полки балок настила и главных балок располагаются в одном уров­не, а на них опирается настил. Пониженное сопряжение применяется в балочных клетках усложненного типа. В нем вспомогательные балки примыкают к главной ниже уровня верхнего пояса главной, на них поэтажно уклады­вают балки с настилом, которое располагается над главной балкой. Этот тип сопряжения, так же как и сопряжение в одном уровне, позво­ляет иметь наибольшую высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия.

studfile.net

Деревянные балки перекрытия: виды, расчет и монтаж | Статьи | Знания

Деревянные балки – основной элемент перекрытий и других конструкционных элементов. Деревянные перекрытия применяются при возведении зданий малой этажности, при этом строения могут быть из древесины, лёгкого бетона или другого строительного материала. Основное назначение перекрытий – принятие и равномерное распределение нагрузки по конструктивным элементам, её передача на несущие конструкции (стены или фундамент). Наибольшее применение деревянные перекрытия нашли в частном строительстве одно и двухэтажных коттеджей.

Преимущества и недостатки деревянных перекрытий

Основными преимуществами обустройства перекрытий из пиломатериала считаются следующие факторы:

• Незначительный вес конструкций.
• Лёгкость и высокая скорость монтажа, не требующая задействования подъёмной техники.
• Простота отделки различными материалами.
• По сравнению с бетонными плитами – более высокие тепло- и звукоизоляционные характеристики, даже без применения дополнительных материалов.
• Особенности конструкции деревянного перекрытия позволяют использовать различные звуко- и теплоизоляционные материалы на этапе их сборки.
• Ремонтопригодность: в некоторых случаях есть возможность заменить подгнившие балки без демонтажа всего перекрытия.

К минусам деревянных конструкций относят следующие аспекты:

• Горючесть древесины. По правилам пожарной безопасности деревянные элементы, используемые при строительстве, обрабатываются антипиренами.
• Подверженность биологическому воздействию. Необходимость обработки пиломатериалов антисептиками.
• Нестабильность геометрических параметров: усадки при усыхании и набухание при намокании. Поэтому для долговечности деревянных элементов важно поддерживать стабильную влажность и температуру.
• Деревянные перекрытия проигрывают бетонным и металлическим конструкциям в прочности и несущей способности.

Технические стандарты

Технические условия изготовления и эксплуатации, а также другие аспекты регламентируются следующими нормативными документами:

Основные требования, которым должны соответствовать перекрытия

Конструкции из древесины должны отвечать следующим требованиям:

1. Прочность. Конструкция должна выдерживать постоянные (от собственного веса) и переменные нагрузки (люди, оборудование, мебель и другие предметы).
2. Жёсткость: перекрытие не должно прогибаться под расчётными нагрузками.
3. Огнестойкость, которая повышается многоразовой пропиткой древесины антипиренами.
4. Тепло- и шумоизоляция: использование современных материалов, которые закладываются в межбалочное пространство.

Типы и виды деревянных перекрытий

Применяемые для возведения перекрытий балки из древесины классифицируются на виды и типы по нескольким параметрам.

По назначению

В зависимости от разделяемых помещений, перекрытия бывают следующих типов:

1. Подвальное/цокольное. Основное требование к такому перекрытию – прочность. Для решения этой задачи используются балки мощного сечения, а надёжная теплоизоляция обеспечивается современными утеплителями. Кроме этого, в теплоизоляционном пироге используются отражающие материалы с фольгированным покрытием, паробарьеры и гидроизоляционная подложка.
2. Межэтажное – более простое по своей конструкции перекрытие. Основное требование – обеспечение хорошей звукоизоляции, что достигается укладкой между лагами волокнистого материала. Такая же конструкция используется в случае, когда на чердаке оборудуется отапливаемая мансарда.
3. Чердачное. Оборудуется, если чердак остаётся неотапливаемым. Особых нагрузок конструкция не испытывает, поэтому особое внимание уделяется теплоизоляции. Чтобы влага не конденсировалась в толще утеплителя, используется пароизоляционная плёнка (мембрана).

По виду

По внешнему виду деревянные балки, применяемые для возведения перекрытий, делятся на два типа:

1. Цельные. Изготавливаются из древесины хвойных или лиственных пород. Наиболее распространённый вариант для небольших перекрытий, так как в соответствии с действующими стандартами такие балки имеют ограничение по ширине пролёта – не более 5 метров. Основные преимущества цельного материала: экологичность, низкая цена.

2. Клееные. Изготавливаются методом склеивания нескольких брусков из массива древесины. Это значительно повышает прочностные показатели, поэтому балки могут использоваться при организации перекрытий шириной до 20 метров. Технология производства клееных брусьев позволяет изготавливать не только прямые балки, но и гнутого, а также переменного сечения. Гнутоклееные изделия используются при обустройстве двускатной кровли.

Клееные балки имеют ряд преимуществ перед изделиями из массива: не деформируются при намокании или высыхании, увеличенный срок эксплуатации. Минус клееного материала – использование клея на формальдегидной основе. Это сказывается на экологической безопасности: при нагревании в воздух могут выделяться опасные вещества.

По сечению

Сечение балок перекрытия может быть следующих типов:

1. Прямоугольное сечение используется чаще всего, так как подходит для любых перекрытий. В этом случае используется брус (цельный или клееный) различного сечения, от значения которого зависят прочностные показатели. Прямоугольная балка ставится на ребро, чтобы увеличить жёсткость на изгиб.

2. Круглое или овальное сечение – ошкуренные, оцилиндрованные или профилированные брёвна различного диаметра. Такой материал применяется для обустройства чердачных или мансардных перекрытий в коттеджах. При этом потолок нижнего этажа не подшивается, так как бревно выполняет декоративные функции.

Двутавровые деревянные балки

Двутавровые балки чаще всего представляют собой клееную конструкцию, которая состоит из двух поясов древесины и поперечины. В качестве поперечины допускается использование фанеры или ДСП, ОСП.

Преимуществами деревянных двутавров считаются следующие факторы:

• Незначительный вес.
• Прочность и жёсткость в 3 раза выше, чем цельного бруса.
• Возможность использования в пролётах до 12 метров.
• Отсутствие усадки и деформации в процессе эксплуатации.
• Изготовление под точные размеры, что снижает отходы при строительстве.
• Возможность производства практически любой высоты поперечины и ширины полки, в том числе, несимметричной.

К недостаткам деревянных двутавров относят сложность их производства и высокую стоимость, что негативно повлияло на популярность их применения в частном строительстве.

Расчёт деревянного перекрытия

Расчёт сечения балок перекрытия производится на этапе проектирования. Правильно выполненные расчёты позволяют оптимизировать расходы на строительстве, обеспечив необходимую жёсткость и запас прочности конструкций. Для расчёта сечения необходимы следующие данные: длина балок, расстояние между ними, нагрузки, которые будут воздействовать на конструкцию.

Длина

Линейные размеры будущего перекрытия определяются достаточно просто. Измеряется пролёт, который необходимо перекрыть. Если строение прямоугольное, балки рекомендуется устанавливать по короткой стороне. К полученному значению прибавляется напуск (запас), необходимый для заделки в стены (с обеих сторон):

• По 150 мм: если несущие стены выполнены из кирпича или любого вида строительных блоков.
• Если строение деревянное (брус или бревно), то глубина заделки должна составлять не менее 70 мм.

Количество и расстояние между балками

Количество балок напрямую зависит от шага их укладки. Оптимальное значение расстояния между соседними балками составляет от 40 до 110 см. Часто на шаг укладки подгоняют под размеры утеплителя: балки располагают таким образом, чтобы теплоизоляционный материал входил между лагами без подрезания. Однако следует помнить, что увеличение расстояния между балками приводит к росту их расчётного сечения.

Нагрузки

Действующие на перекрытие нагрузки делятся на два типа:

1. Постоянные: собственный вес конструкции.
2. Временные: вес людей и предметов, находящихся в помещении.

Расчёт точных параметров нагрузок выполняется проектировщиками на этапе составления проекта. В частном строительстве берутся усреднённые значения по типу перекрытий:

• Для неэксплуатируемых чердачных помещений из лёгкого заполнителя показатель нагрузки берётся 150–200 кг/м².
• Если чердак планируется использовать для хранения вещей или подшивка и утепление производится тяжёлыми материалами, значение нагрузки увеличивается до 250 кг/м².
• Для межэтажных, подвальных и мансардных перекрытий значение действующей нагрузки приравнивается к 350–400 кг/м².

Прогиб деревянных перекрытий от расчётных нагрузок не должен превышать соотношения к длине балки 1:350 для межэтажных и подвальных перекрытий, для чердачных и мансардных – 1:250.

Расчёт сечения

Зная расчётную нагрузку и расстояние между балками, сечение подбирается при помощи специальных таблиц, облегчающих расчёты. Пример такой таблицы для небольших пролётов представлен ниже. Следует помнить, что при промежуточных данных, округлять следует в большую сторону, чтобы несущие конструкции имели запас прочности.

Технология монтажа

Рассмотрим общую технологию обустройства деревянного перекрытия, которая состоит из следующих этапов.

Монтаж балок (лаг)

Способ крепления лаг перекрытия к стене зависит от её материала:

• В кирпичных и блочных домах глубина паза, в который заводят балки, составляет 15 см с каждой стороны. Концы лаг, соприкасающиеся со стеной, обрабатывают жидкой битумной мастикой и оборачивают рулонной гидроизоляцией. Чтобы обеспечить тепловое и влажностное расширение древесины, торец бруса обрезается под углом 60°. Балка должна опираться на обработанную антисептиком и гидроизоляционной мастикой доску толщиной 3–4 см. После заведения бруса в паз, оставшееся пространство заделывается паклей. Каждую 4 или 5 балку к стене дополнительно фиксируют при помощи металлического анкера.

• В деревянных строениях несущие лаги перекрытия заглубляются в паз не менее чем на 7 см с обеих сторон. Конец балки оборачивается рулонной гидроизоляцией, которая предотвращает скрип. Также практикуется пазовое соединение балки со стеной при помощи «ласточкиного хвоста».
• Опоры из оцинкованной стали позволяют произвести крепление балок без оборудования посадочных гнёзд, что ускоряет процесс строительства. При помощи пластин различной конфигурации монтаж можно произвести как к деревянным, так и к каменным стенам. Использование такого вида креплений используется на этапе, когда несущие стены уже возведены. Однако такой метод крепления способен выдержать меньшую нагрузку, чем при заведении концов балок в стеновые пазы.

Накат и утепление

Следующий этап – настил наката, утепление и звукоизоляция перекрытия. Работы заключаются в следующем:

• К нижнему краю балок прибиваются черепные бруски, выполняющие функцию опоры для наката (чернового пола).
• В качестве материала для чернового пола используют доску, фанеру, или листы влагостойкой OSB.
• После укладки наката, его накрывают гидроизоляцией в случае обустройства подвального перекрытия или пароизоляцией, если конструкция межэтажная или чердачная.
• Между брусьями укладывается утеплитель, одновременно выполняющий функцию звукоизоляции. Для этих целей чаще всего используют маты или плиты минеральной ваты.
• Сверху утеплитель также накрывают гидроизоляцией, после чего набивают шпунтованную доску, выполняющую функцию чистового пола. Также можно использовать листовой материал: фанеру, ОСП, ЦСП и так далее.

Межэтажное и чердачное перекрытие снизу подшивается фанерой, ДВП, гипсокартоном, блок-хаусом, ПВХ вагонкой или другими отделочными материалами.

Производители

Изготовление бруса, пригодного для применения в качестве основных элементов перекрытия, осуществляется на многих деревообрабатывающих заводах. Основными поставщиками данной продукции являются следующие предприятия.

Детчинский деревообрабатывающий комбинат, расположенный в Калужской области, производит обработку пиловочника, поставляемого из Красноярского края и Иркутской области на современном оборудовании с ЧПУ. В каталоге компании более 10 видов продукции из сибирской лиственницы. Также предприятие оказывает услуги по изготовлению деревянных изделий по индивидуальным размерам.

ООО «Деревообрабатывающий комбинат» (Кировская область, г. Белая Холуница), специализируется на производстве элементов для возведения жилых домов из оцилиндрованного бревна и клееного бруса. В качестве сырья компания использует ель и сосну северных регионов России.

«Заволжский ДОЗ» – ведущее предприятие РФ в области глубокой переработки древесины. Компания специализируется на строительстве коттеджей из бессучкового клееного бруса, изготовлении всех конструктивных элементов на собственных производственных мощностях.

ЗАО «Дмитровский деревообрабатывающий завод» работает с такими породами, как берёза, ель и сосна. Из этой древесины на мощностях предприятия изготавливаются оконные блоки, обрезной и необрезной пиломатериал камерной сушки, брус различного сечения естественной влажности.

ООО «Златоустовский деревообрабатывающий комбинат» специализируется на изготовлении пиломатериала и изделий по европейским стандартам. Среди продукции компании евробрус клееный, евровагонка, окна и двери из массива сосны, другие изделия.

stroy-inform.ru

Двутавровая балка применение. Стальной двутавр: виды, характеристики, области применения

Разновидности двутавровых балок

Двутавровая балка представляет собой прокат или сварной профиль, в разрезе напоминающий букву « Н », и используемый в качестве ответственных несущих конструкций. Балка стальная двутавровая — более выигрышный вариант в строительстве, по сравнению с квадратным профилем соответствующего сечения, конструкция получается более прочной и более облегчённой. Используются такие балки там, где требуется повышенная сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам. Балку двутавр овую широко применяют для изготовления разнообразных металлоконструкций и сооружений гражданского и промышленного строительства, подвесных путей, мостов, шахтных перекрытий, в автомобильной промышленности и для частного строительства, для армирования бетонных изделий, в железнодорожной промышленности. Для каждого вида работ существует своя разновидность балок, отличающихся между собой углом наклона граней полок, толщиной стали, соотношением длин между стыковочными элементами. Все виды балок классифицируются по стандартам качества.

Двутавры делятся на:

Балки с параллельными гранями полок по двутавр ГОСТ 26020 -83 и стандарту СТО АСЧМ 20-93. Балка ГОСТ 26020 предполагает стальные двутавры горячекатаные с параллельными гранями полок высотой до 1000мм и шириной до 400мм.

Двутавр СТО АСЧМ 20-93 — стандарт СТО АСЧМ 20 распространяется на горячекатаные двутавры с параллельными гранями полок из нелегированной и низколегированной стали.

По соотношению размеров, форме профиля и условиям применения эти двутавры в свою очередь подразделяются на:

нормальные двутавры — имеют индекс Б (например, балка 20 Б1, двутавр 25Б1 , балка 30 Б2, 40Б1), широкополочный двутавр — имеет индекс Ш (балка 25 Ш1, двутавр 30 Ш1 , двутавр 35Ш1 , 45Ш2), двутавр колонный — имеет индекс К (20К1, двутавр 30К1 , 40К3). Приведём пример расшифровки обозначения балки 40Ш2:

цифра 40 обозначает высоту балки в см,

цифра после буквы —

2 — модификация, чем она больше, тем двутавр тяжелее и толще. Балки нормальные применяют для перекрытий, возведения стен, лестниц, опор, при строительстве ферм, мостов, различных гидросооружений. Балки широкополочные двутавровые используются в несущих конструкциях перекрытий, для лестничных пролётов. Колонные балки используют в промышленном строительстве.

Балка двутавровая низколегированная 09Г2С производится по стандарту СТО АСЧМ 20. Марка стали 09Г2С соответствует строительным конструкциям С345 и придаёт двутавру повышенную крепость, устойчивость к очень высоким (до +450 град С) и низким (до -70 град С) температурам, не образуя трещины. Последний факт позволяет использовать эту балку в условиях крайнего севера. Металлические балки 09Г2С изготавливают нормальные, балки 09Г2С широкополочные , балки 09Г2С колонные .

Балки с уклоном внутренней грани полок: обычные балка ГОСТ 8239 -89 и специальные двутавр ГОСТ 19425 -74. Такие двутавры обладают большой прочностью и способностью выдерживать большие нагрузки, поэтому используются при возведении мостов и используются в качестве перекрытий зданий.

Балка двутавровая ГОСТ 8239 распространяется на горячекатаный стальной двутавр с уклоном внутренней грани полок (уклон 6 — 12%) ( двутавр размеры : двутавр 10, двутавр 12, двутавр 14, балка 16 , балка 18, двутавр 20).ГОСТ 19425 относится к:

а) горячекатаным двутавровым балкам для подвесных магистральных путей —

балки монорельсовые двутавровые — имеют индекс М, уклон граней полок не может превышать 12%. Размеры балки : 18М, 20М, 24М, балка 30М , 36М, 45М. Монорельсовые балки применяют также для производства кран-балок, козловых и мостовых кранов, электротельферов.

б) балкам для армирования шахтных стволов —

специальные — имеют индекс С — с уклоном граней не более 16%. Такие балки применяют для укрепления сводов при прокладывании туннелей и шахт.

в) швеллерам специальным.

Сварные балки изготавливают с большей высотой изделия —

до 1500 мм, и длиной до 16м. Их используют тогда, когда заложены нагрузки в проект, превышающие возможности прокатной балки. Сварная балка даёт возможность уменьшить расход, количество отходов и себестоимость металла, уменьшить вес металлоконструкции, сохраняя несущую способность профиля. Такая балка стальная изготавливается строго под заказ и выполняется на автоматизированных линиях, в соответствии с нормативами. Сварную балку применяют для каркасных, несущих подкрановых конструкций, для больших пролётов перекрытий. Компания ЗАО « Металлоторг » производит изготовление сварной балки на складах в Лобне и Твери, используя марки стали 3 и сталь 09Г2с.

В изучении сортамент двутавров , размеры балки , двутавр цена , вес двутавра, вес погонного метра балки поможет наш сайт. Произвести расчёт балки можно обратившись к нашим менеджерам, также у них можно купить балку двутавровую , балки перекрытия , сделать заказ и купить сварную балку, купить балку 09Г2С , решить вопросы по резке и доставке оплаченного металлопроката.

Двутавровые балки , которые широко используются в строительстве при создании перекрытий, это вид металлопроката, материалом для которого служит простая углеродистая, либо низколегированная, то есть с добавлением легирующих элементов, сталь. По фигуре сечения такая балка напоминает букву «Н», что придает этой форме сортового фасонного проката дополнительную жесткость и устойчивость, а также прочность всей возводимой конструкции (двутавры в разы жестче и прочнее квадратного профиля и уголков). Стандартный двутавровый профиль изготавливается в форме наклонного или горизонтального бруса. Самый распространенный пример металлической двутавровой балки — это железнодорожная рельса.

Применение двутавровых балок.

Область применения двутавровой балки простирается от тяжелого машиностроения и вагоностроения до сооружения мостов, подвесных путей, колонн и строительства промышленных помещений, занимающих большие территории. Масштабы построек подразумевают колоссальные нагрузки на опоры, несущие конструкции и основания. Благодаря особенностям формы, двутавровые балки легко справляются с равномерным распределением вертикальной нагрузки, противостоят «неперпендикулярным» нагрузкам, таким как скручивание. Они способствуют снижению общего веса сооружения. Оптимальное расстояние между балками и верный диапазон в осях опор выдерживает постоянную и переменную нагрузку в составе любого перекрытия. Использование двутавра, ко всему прочему, существенно снижает расходы и период строительства, предотвращает усадку и любую деформацию основания сооружений. Для расчета балки перекрытия, воспользуйтесь онлайн калькулятором расчета балки перекрытия .

При возведении каркасов жилых помещений применяется деревянный двутавр , в том числе при оформлении экстерьера и облицовки здания.

Виды двутавровых балок.

Внутренние грани двутавровых полок могут быть расположены наклонно, либо параллельно. Совокупность профильных балок (сортамент) ориентируется на взаимоположение наклонных (У) и параллельных (П) внешних граней, на расстояние между ними.

Типоразмеры и ГОСТы:

Балка двутавровая ГОСТ 26020 83 — имеет параллельные грани полок, высота варьируется от 10 до 100 см, а ширина полок — от 5,5 до 40 см. По ширине различают узкополочные (У), нормальные (Б), среднеполочные (Д), широкополочные (Ш) и колонные (К). Высота профиля колонного двутавра практически идентична ширине полки.

Двутавры с наклонными гранями полок, классифицируются на:

Обычные (ГОСТ 8239 89) — максимальная величина уклона внутренних граней порядка 6-12%;

Специальные (ГОСТ 19425 74) — М (для подвесных путей), с углом наклона не больше 12% и С:

(для армированных шахтных стволов), максимальный угол наклона 16 %.

Габариты любого готового изделия, соответствующего стандартам ГОСТ, совпадают с заявленными в чертеже по высоте, ширине и толщине и поперечному сечению.

Расшифровываем маркировку двутавровых балок.

Возьмем двутавровую балку с параллельными гранями со следующей маркировкой — 24ДБ1. Первые две цифры — это высота группы профилей (в сантиметрах), следующие за ними буквенные индексы обозначают вид профиля согласно ширине полок; далее, в случае, когда параметры полок и стенок отличаются, указывают размер профиля в серии.

Изготовление двутавровых балок.

Изготовление двутавровой бал

ptk-granit.ru