Область применения стальных балок — строительство домов, промышленных и гражданских объектов. Балка двутавр выполняет функцию несущего элемента в перекрытиях, металлоконструкциях. Применяется балка из стали также и при возведении мостов. С уверенностью можно сделать заключение, что балка двутавровая — это основа при возведении любой железобетонной или монолитной конструкции. Металлическая балка также практически всегда используется и в качестве несущего элемнта, беря на себя почти всю нагрузку . Наиболее часто двутавр применяют в железобетонных строениях, где он используется в качестве поперечных перекрытий. Такая стальная балка может выполнять функцию основы напольного перекрытия для целого этажа. В монолитном строении стальные двутавры могут образовывать вертикальный каркас всего сооружения. И так как торговля металлопрокатом со склада Компании Металлсоюз осуществляется прямо через интернет-магазин, то Вы всегда можете сделать и получить свой заказ не посещая наш офис. Цена двутавра есть в прайсе, а его стоимость можно рассчитать через форму заказа. Условия по доставке с оплатой на месте можно также уточнить здесь. |
Балка в строительстве: 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.
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.
Металлическая балка — незаменимый элемент в строительстве
В процессе возведения ответственных архитектурных сооружений и домов инженер проекта обязан тщательно подобрать строительные материалы. В основном это относится к несущим конструкциям сооружения. Ведь, от них зависит продолжительность эксплуатации и прочность возведенного дома или сооружения.
Легкие металлоконструкцииПри выборе данного вида металлопроката следует учесть: марку стального проката, толщину изделия, размещение граней и многое другое. Наиболее популярными по назначению считаются тавровые и двутавровые балки. Конструкция двутавровой балки состоит из двух тавров, напоминающих букву “Н”. Такой вид металлопроката пользуется большой потребительской способностью в машиностроительной и строительной сфере. Изделие фасонного проката во много раз прочнее деревянного профиля. Двутавры широко применяются при возведении сложных конструкций мостов, ответственных объектов, подвесных путей.
Тавровые балки имеют форму в виде литеры “Т” и относятся к легкому виду проката. Конструкции не сложные в производстве и выполняются в строгом соблюдении технических норм. Изделие металлопроката используется при возведении тепличных конструкций и несложных сооружений.
Ангары и складские помещенияДвутавровые балки также используются для строительства инженерных зданий, независимо от сложности. Любая конструкция будет устойчива и долговечна в любых условиях климата. Двутавры могут выдерживать серьезные нагрузки, без каких-либо деформаций. Длина данного вида металлопроката варьируется от 400 до 1300 мм.
Также можно встретить балки мерной длины. Они имеют своё обозначение, которое состоит из двух цифр и буквы. Например, 40Ш1 – это широкополочная балка длиной 40 см. Цифра 1 указывает на модификацию балки.
Двутавровая балка — это популярное и востребованное изделие фасонного металлопроката. Изделия делят на:
— Консольные.
— Однопролетные и многопролетные балки.
— Разрезные и неразрезные балки.
Металлопрокат также делится по способу изготовления: холоднокатаные и горячекатаные двутавры. Электросварная балка является разновидностью двутавровой балки, которая не отличается от двутавра по качествам, но выполняется по другому технологическому процессу и считается экономичной в сравнении других изделий. Они просто незаменимы при строительстве уникальных архитектурных зданий.
|
!yandex-direct>
|
От голл. Горизонтальная несущая конструкция зданий и сооружений, имеющая опору в двух или более точках. Работает главным образом на изгиб. Изготовляются балки в основном из железобетона, металла и дерева. В зависимости от числа опор и характера опорных закреплений различают балки: однопролётные, многопролётные, консольные, с заделанными концами, разрезные, неразрезные и др. По назначению балки разделяют на основные (продольные, перекрывающие пролёт между опорами) и вспомогательные (поперечные, перекрывающие расстояния между другими балками). Система продольных и поперечных балок называется балочной клеткой. С этим термином так же ищут
Глоссарий по рубрикам
|
balk
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!
|
Применение стальных балк в строительстве Сварные балки используют для строительства быстровозводимых зданий и каркасных мостов, домов и иных конструкций. Здесь они выступают в качестве основных несущих элементов. В соответствии с типом и размером строительные балки маркируют следующими литерами:
Использование балокСтроительная балка может быть как главной, так и второстепенной. В ходе проектирования крупносерийных металлоконструкций подразумевается использование балок, выполненных из стального типового каркаса. Для строительства крупных зданий применяют балки сварные. Высота стенки этих балок может достигать 1500мм, а ширина полки – 800мм. Благодаря тому, что применение стальных балок помогает экономить около 30% металлического материала, данные конструкции выгодны для использования в строительстве индивидуальных сооружений. Прочность стальных балокПрочность стальной балки Уровень прочности строительных балок очень высок – они способны выдерживать максимальные нагрузки. Материалом для изготовления балок служит металл – весьма прочный материал. Однако, несмотря на прочность металла, даже самое малое уменьшение толщины стенки конструкции способно вызвать появление местного поперечного изгиба, в результате чего вся конструкция ослабнет. И даже когда все размеры и параметры четко соблюдены, не помешает дополнительно укрепить балку при помощи специальных уголков. Данный метод применяют для тех конструкций, которые имеют решающее значение.Сварные крупные балки выполняют не с одной, но с двумя стенками – благодаря этому повышается устойчивость при изгибе. Усилить балку можно также посредством увеличения ширины либо высоты ее полки. Тот или иной вариант усиления конструкции выбирают, исходя из назначения помещений, а также предполагаемых нагрузок на балку. Изготовление стальных балок для грузоподъемного транспортаБалки для грузоподъемного транспорта В процессе изготовления балок, предназначающихся для грузоподъемного транспорта, надо придерживаться отдельных государственных стандартов. Уже после изготовления данные конструкции подвергаются оценке инспекторов Госатомнадзора. Для строительства различных каркасных сооружений строительные балки являются отличным решением. Если конструкции не играют основной роли, тони могут являться второстепенными и устанавливаться на уже смонтированные конструкции. Таблица 1. Технические характеристики балок строительных
| |||||
Строительные балки выпускают двутавровые и угловые, выполненные из труб либо швеллеров – все определяется их назначением в строительстве.
Дополнительно балка может быть укреплена методом приварки с стенкам широких металлических листов.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.
Делятся на цельнобрусовые и комбинированные (склеенные из ДВП, фанеры и дерева).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.
21 Тип балок в строительстве [PDF]
🕑 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 способа их опоры, формы поперечного сечения (профиля), длины и материала.
Виды балок в сооруженияхСуществуют различные типы балок, которые классифицируются на основе следующих условий
- На основе условий поддержки
- На основе строительных материалов
- На основе форм поперечного сечения
- На основе геометрии
- На основе условия равновесия
- На основе метода конструкции
- Прочие
На основе условий поддержки
1.
Балка с простой опорой 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.
Рис.1: Балка с простой опорой 2. Неподвижная балкаОн поддерживается с обоих концов и фиксируется для предотвращения вращения. Ее еще называют встроенной балкой. Неподвижные концы создают моменты, отличные от реакций.
Рис.2: Неподвижная балка 3. Консольная балкаЕсли 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.
Рис.3: Консольная балка 4. Балка сплошная Сплошная балка имеет более двух опор, распределенных по всей ее длине.
На основе строительных материалов
5. Балки железобетонныеОн построен из бетона и арматуры, как показано на рис. 5. Иногда железобетонная балка скрывается в железобетонных плитах и называется скрытой балкой или скрытой балкой.
Рис.5: Железобетонная балка 6. Балки стальныеОн изготовлен из стали и используется в нескольких областях.
Рис.6: Стальная балка 7. Балки деревянныеДеревянная балка изготовлена из дерева и использовалась в прошлом. Однако применение такой балки в строительной отрасли сейчас значительно сокращается.
Рис.7: Деревянная балка 8. Композитные балкиКомпозитные балки изготавливаются из двух или более различных материалов, таких как сталь и бетон. На рис. 8 показаны различные допустимые поперечные сечения составной балки.
Рис.
8: Составная балкаНа 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:
Формы поперечного сечения железобетона включают:
9. Балка прямоугольнаяБалка этого типа широко применяется при строительстве железобетонных зданий и других сооружений.
Рис.9: Прямоугольная железобетонная балка 10. Балка тавроваяБалка 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.
Рис.10: Тавровая балка Рис.11: Перевернутая тавровая балка 11. Балка двутаврового профиля 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.
Рис.12: Формы поперечного сечения стальной балкиРис. 8 показывает различных типов балок на основе форм поперечного сечения, построенных из композитных материалов .
На основе геометрии
12. Балка прямаяБалка с прямым профилем, большинство балок в конструкциях являются прямыми балками.
Рис.13: прямая балка 13. Балка криволинейная Балка с криволинейным профилем, например, в зданиях круглой формы.
Балка с коническим поперечным сечением.
Рис.15: Коническая балка5.На основе условия равновесия
15. Статически определяемая балкаДля статически детерминированной балки для решения реакций могут использоваться только условия равновесия. Количество неизвестных реакций равно количеству уравнений.
Рис.16: Статически определенная балка 16. Статически неопределимая балкаДля статически неопределимой балки условий равновесия недостаточно для решения реакций. Таким образом, анализ балок этого типа более сложен, чем анализ статически определенных балок.
Рис.17: статически неопределимая балкаПо методике построения
17. Балка из монолитного бетона 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 было бы лучше.
Могут быть изготовлены различные формы поперечного сечения, такие как тавровая балка, двутавровая балка, перевернутая тавровая балка и многие другие.
Рис.19: Сборная бетонная балка 19. Предварительно напряженная бетонная балкаПредварительно напряженная бетонная балка конструируется путем напряжения прядей перед приложением нагрузок на балку. Предварительно напряженная бетонная балка и предварительно напряженная бетонная балка являются разновидностями предварительно напряженной бетонной балки.
Рис.20: Балка из предварительно напряженного бетонаПрочие
20.
Балка глубокая 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.
Рис.21: Глубокая балка 21.ФермаБалки, воспринимающие большие нагрузки, обычно используются стальные профили.
Рис.22: БалкаЧасто задаваемые вопросы о различных типах балок в строительстве
? Что такое балки в строительстве?Балки — это горизонтальные элементы конструкции, которые выдерживают вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты. Они передают нагрузки, возникающие по их длине, на свои конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т. Д.
? Что такое монолитные балки или балки RCC? 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.
? Какие типы опор в балках? 1. Ролик
2. Штифт
3. Фиксированный
1. Балка с простой опорой
2. Неподвижная балка
3.Балка консольная
4. Балка неразрезная
Почему балки и колонны важны для строительства зданий? — Ram Jack OKC
Пытаясь воплотить структурные проекты в реальность, инженеры-строители должны учитывать несколько аспектов. Стабильность была бы одним из наиболее важных факторов. При обеспечении безопасности и долговечности конструкций важна стабильность.
Двумя основными конструктивными элементами являются балки и колонны, которые играют важную роль в поддержании веса здания и обеспечении стабильного пути нагрузки от плиты до фундамента конструкции.
Горизонтальные конструктивные элементы, которые несут нагрузки, перпендикулярные их продольному направлению, обычно являются балками. В гимнастике подумайте о бревне. Это прямоугольный объект длиной 15 футов, поддерживаемый с обоих концов.
Балки
Балки выдерживают вес полов, потолков и крыш здания и перемещают нагрузку на каркас вертикального несущего элемента. Чтобы выдержать общий вес уложенных друг на друга стен и передать опорную нагрузку, часто используются более крупные и тяжелые балки, называемые передаточными балками.
Балочная архитектура или определение размеров требует понимания концепций фундаментальной физики и статики техники. Инженер-строитель имеет квалификацию и полностью подготовлен для проверки нагрузок, действующих на балку, измерения сил и напряжений, действующих на нее, и соответствующего выбора материала, размера и формы. Конструктивное проектирование балок в новых зданиях и реконструкция или усиление существующих балок в конструкции — это часть инженерных консультаций, которые мы предлагаем нашим клиентам.
Колонны
Колонны используются для усиления конструкций, как и балки. Колонны — это, в основном, вертикальные конструкции, передающие сжимающие нагрузки.
Пол и колонны на этажах выше поддерживаются колоннами; колонны нижнего этажа должны быть достаточно большими, чтобы выдерживать совокупный вес каждого этажа над ним. Они могут перемещать грузы на фундамент и грунт ниже с плиты и балок.
Колонны следует размещать равномерно на всех этажах для наиболее эффективной поддержки, если это возможно.Это повысит стабильность самого нижнего набора столбцов.
Перед выбором подходящей конструкции инженеры-строители должны измерить вес, поддерживаемый колонной. Как и в случае с балками, конструкция колонны будет зависеть от значений вертикальных сил, выдавливающих нагрузку. При выборе размера и размеров колонны необходимо учитывать влияние боковых сил из-за землетрясений и ветра. В современном строительстве колонн используются два основных материала:
Сталь
Бетон
Стальные колонны, такие как C-образное, двутавровое и полое сечения, можно разделить на три вида.
Разница между деревянным каркасом и стойкой и балкой
В чем разница между деревянным каркасом и стойкой и балкой? Многие люди с трудом различают два метода строительства из тяжелых бревен. В первую очередь разница в соединениях.
Как в деревянных каркасах, так и в конструкции столбов и балок используются прочные тяжелые бревна, в отличие от габаритных пиломатериалов, которые можно купить на любом складе пиломатериалов. Габаритные пиломатериалы были обрезаны до предварительно определенных стандартных размеров, таких как 2х4 и т. Д.Тяжелая древесина, используемая в столбах, балках и деревянных каркасах, намного больше и обычно остается открытой в здании, создавая честное выражение структуры и придавая ей прочный вид. Когда он спроектирован и построен с осторожностью и умением, красота самого каркаса создает художественный характер здания. Органическая красота дерева прославляется в открытых деревянных изделиях, будь то столб и балка или деревянный каркас.
Сходства столбов и балок и деревянного каркаса
Как деревянный каркас, так и столб и балка представляют собой методы строительства, при которых структурный каркас является самонесущим и несет вес дома.Это означает, что для обоих методов не нужны внутренние несущие стены, что позволяет создавать большие открытые внутренние пространства и высокие сводчатые потолки. Когда рама остается открытой (как обычно), органическая красота усиливает здание. Оба типа рам обычно предварительно изготавливаются в защищенном помещении, затем маркируются и доставляются на место работы, где их можно быстро поднять.
Деревянный каркас, столб и балка являются примерами устойчивого строительства. Довольно часто древесина в этих каркасах используется повторно из существующих построек или собирается из мертвых лесов.А благодаря тому, как бревна собраны, их можно разобрать и использовать в будущем здании.
Различия между стойкой и балкой и деревянной рамой
Основное различие между этими двумя системами заключается в способе соединения бревен.
Деревянный каркас восходит к средневековью, а построенные тогда строения сохранились до наших дней. В деревянных каркасах используются традиционные столярные изделия, такие как паз и шип. Они включают в себя очень мало металлических деталей — в основном, там, где это абсолютно необходимо, скрытые структурные винты, например, для крепления стропил к коньку.В столбово-балочных постройках брус обычно соединяется с помощью металлических крепежей и соединителей, которые могут быть скрытыми или декоративными.
Для столбов и балок обычно используются столярные изделия в полунаст. Крепежные элементы, удерживающие брусья, могут быть скрытыми в соединениях или открытыми и декоративными. В Timber Frame используются пазы и шипы, косые соединения, шлицевые соединения и другие столярные изделия, закрепленные деревянными колышками. Стоимость квалифицированной рабочей силы для резки и подгонки швов в доме с деревянным каркасом намного выше, чем на столб и балку.Однако металлические соединители в здании столбов и балок могут быть значительным фактором затрат.
Процесс подъема (возведения) деревянного каркаса отличается от процесса строительства столбов и балок. Секции деревянного каркаса собираются на земле, а затем возводятся по отдельности, пока не будет завершен весь каркас. В конструкции стойки и балки каркас строится с нуля, при этом детали складываются друг на друга.
Характеристики деревянного каркаса
- Традиционные столярные изделия деревянного каркаса сложны и иногда должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие в разных местах внутри здания.Конструкция деревянного каркаса зависит от плотно прилегающих столярных изделий, целостности материалов и критической геометрии для создания самонесущего здания.
- Столярные изделия для деревянного каркаса требуют точности и должны выполняться обученными мастерами. В последнее время была разработана автоматизация резки столярных изделий на фрезерных станках с ЧПУ (Computer Numeric Control).
- Деревянные рамы спроектированы и построены как отдельно стоящие конструкции без использования каких-либо дополнительных каркасных опор.
- Рама обычно остается открытой, поэтому сама конструкция является важным фактором стиля здания.
- Деревянные рамы скрепляются деревянными колышками или клиньями. Колышки вбиваются в слегка смещенные отверстия в частях соединения, что позволяет строителям стягивать детали вместе для создания стабильных соединений.
Характеристики стоек и балок
- Рамы стоек и балок могут быть как конструктивными, так и декоративными. Металлические соединители могут быть полностью скрыты внутри рамки или открыты и декоративны.
- Стойко-балочные конструкции дают проектировщику здания большую свободу при разработке как внутреннего, так и внешнего пространства.
- Стойка и балка похожи на деревянную раму, поскольку размеры стержней одинаковы. Затраты на рабочую силу ниже, поскольку не используются сложные столярные изделия.
- При возведении здания с опорой и балкой компоненты рамы, стены и крыши собираются последовательно.
- Стойки и балочные рамы обычно используются в сочетании с дополнительными конструктивными элементами, такими как срезанные панели и заполнитель, для создания безопасного здания.
Каркас стойки и балки
Соединение стойки и балки с T-Rex
Преимущества деревянного каркаса
- Часто более художественный и элегантный, чем столб и балка.
- Традиционные столярные изделия из дерева по дереву, если хранить их в сухом состоянии, прослужат несколько поколений.
- Традиционные столярные изделия из дерева обладают гибкостью, что означает, что они могут немного отклоняться и двигаться под нагрузкой без сбоев.
Недостатки деревянного каркаса
- Для изготовления традиционных столярных изделий требуются квалифицированные мастера. Это приводит к увеличению затрат на рабочую силу.
Если размеры древесины увеличиваются во время проектирования, чтобы приспособить столярные изделия, затраты на древесину также увеличиваются.
Преимущества стоек и балок
- Стойки и балки могут быть как конструктивными, так и декоративными.Металлические соединители могут быть полностью скрыты внутри рамки или открыты и декоративны.
Недостатки деревянного каркаса
Если влага конденсируется на стальных поверхностях, они могут заржаветь и вызвать гниение соседней древесины. Если металлические соединительные пластины сложные, эти элементы могут заметно увеличить материальные затраты.
Несовместимые материалы, такие как металлические соединители и деревянные балки, со временем могут расслоиться.
Несовместимые материалы, такие как металлические соединители и деревянные балки, со временем могут расслоиться.Деревянные связи
Деревянные связи
Деревянные конструкции — это метод, используемый нашими предками и их предками, которые принесли с собой навыки, веками использовавшиеся в Европе и других странах.Используя традиционные деревянные столярные изделия, чтобы соединить вместе большие, обычно квадратные бруски, соединения вырезаются так, чтобы складываться вместе, как сложная головоломка. Примером такого соединения является врезной шип. Соединение обычно выполняется деревянными колышками, потому что использование металла не практикуется в деревянных каркасах; этот тип обрамления требует высокого уровня навыков и может занять очень много времени. Есть школы, которые предлагают курсы по обучению этим методам, такие как те, что можно найти здесь.
Стойка и балка, в отличие от деревянного каркаса, имеют особый вид, который придает большую индустриальную привлекательность.
При этом способе обрамления также используются тяжелые бревна, однако соединения намного проще; Крепежные элементы в виде шурупов по металлу, болтов и пластин используются для соединения деревянных деталей. Более простое соединение обычно требует меньше времени на изготовление. Такой бизнес, как Simpson Strong Tie, предлагает пластины и распорки, которые обеспечивают функциональное решение в их линейке продуктов Architectural Connector.
Альтернативная система обрамления: соединитель T-Rex
Одна компания, предлагающая альтернативу обрамлению с пазом и шипом, а также обрамление с угловым / угловым креплением, — это Connecticut Post and Beam с их соединителем.
Этот экструдированный алюминиевый соединитель в основном скрыт и не требует специальных навыков. Компания Fine Homebuilding назвала этот метод «Столб и балка 21 века» в недавней статье в одной из своих весенних публикаций «Строительные навесы». Благодаря своим пытливым клиентам компания Connecticut Post & Beam создала простую связь, уравновешивающую искусство деревянного каркаса.
с индустриализацией столба и балки.Эти клиенты не были заинтересованы в том, чтобы тратить время и использовать навыки, необходимые для традиционных методов, а также они не хотели использовать большие металлические пластины и угловые распорки, обычные в конструкции столбов и балок. Обрамление с помощью T-REX представляет собой жизнеспособную альтернативу с минималистичным металлическим внешним видом, которая не только одобрена инженерами, но и экономична. Планы, соединители и специальные инструменты доступны в Connecticut Post & Beam.
Деревянный каркас и конструкция столбов и балок требуют плотных, хорошо продуманных соединений, но изготовление столбов и балок обычно менее трудоемко.Часто бывает очень трудно отличить деревянный каркас от хорошо сделанной конструкции из столбов и балок. Оценка традиционного мастерства по сравнению с ценой является определяющими факторами при принятии решения о том, какой подход использовать. Деревянный каркас может добавить 25% стоимости дома из палки.
Деревянный каркас может стоить на 10-15% дороже столбово-балочной конструкции. Стойко-балочная конструкция и деревянный каркас прославляют красоту дерева, но столб и балка ломаются от чисто традиционных столярных изделий.
В заключение, строительство из более крупной древесины поощряет индивидуальный выбор дизайна, демонстрируя либо ручной и деревенский вид, либо гладкий и более современный вид.
В чем разница между стойкой и балкой и деревянной рамой?
Они похожи. Оба они демонстрируют естественную красоту древесины и обладают часто востребованной деревенской эстетикой. Оба они создают потрясающие конструкции. Так в чем же разница?
Наибольшее отличие с визуальной и строительной точек зрения — это столярные изделия, используемые для соединения бревен, что требует значительных затрат времени и труда. Металл не используется, и детали вырезаны так, чтобы складываться вместе, как в сложной головоломке.Этот метод строительства восходит к далеким временам: деревянные каркасные здания, построенные в средние века, сохранились до сих пор.
Традиционно для деревянных каркасов использовались столярные изделия врезным и шиповым способом. Такие столярные изделия требуют очень точной подгонки и могут быть разрезаны только обученными мастерами или, в некоторых случаях, фрезерными станками с числовым программным управлением (ЧПУ). Часто эти сложные столярные изделия должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать нагрузки в определенных точках конструкции.
Хотя столб и балка могут выглядеть примерно одинаково и часто имитировать сложность деревянного каркаса, соединения совершенно разные.Они, как правило, более простые, обычно состоят из пластин и / или болтов. Фурнитура — иногда чисто декоративная вместо
структурный — может придать конечному продукту более индустриальный вид, и они требуют меньше времени на изготовление, что также означает меньшие затраты на рабочую силу.
Процесс подъема также отличается для деревянных каркасных конструкций. Исторически сложилось так, а иногда и по сей день, воскресение — это своего рода церемония.
Семья, друзья, будущие соседи и другие люди собираются вместе, чтобы увидеть появление новой структуры.
Секции деревянного каркаса (называемые изгибами) складываются на земле, а затем поднимаются, одна за другой, до тех пор, пока каркас не будет готов.
Стойко-балочная конструкция строится с нуля, при этом компоненты устанавливаются друг на друга. Хотя видеть, как структура обретает форму, по-прежнему интересно, это совсем другое, чем наблюдать за подъемом деревянного каркаса.
Хотя различия незначительны, особенно для неподготовленного глаза, важно помнить, что строительство деревянных каркасов и стоек и балок — это совершенно разные методы, и оба они красивы сами по себе.
В чем разница между столбами и балками и деревянными каркасами?
В чем разница между столбами и балками и деревянными каркасами?
Когда дело доходит до стоек, балок и деревянных каркасов, часто возникает путаница.
Основная причина этого в том, что есть немного серая зона, где они на самом деле очень похожи, но если вы потратите время, чтобы понять различия, вы скоро обнаружите, что можете сделать лучший выбор для своего дома. строительство.
В чем самое большое различие между деревянными каркасами и столбами и балками? Столярные изделия используются для соединения бревен. Если вы не знакомы с этими двумя, может быть трудно вообще отличить какую-либо разницу. Однако это совершенно разные методы строительства.
Столб вертикальный. Балки горизонтальные. Деревянные каркасы — это кровельные системы. Столбы и балки на подъездах, подпирающие стропила крыльца, на кухнях, подпорки чердака и т. Д.
Одна из ключевых характеристик стоек, балок и деревянных рам
Характерной чертой как деревянных каркасных, так и столбово-балочных конструкций является шарнирное соединение каркаса. Это достигается путем обнажения бревен или деревянных компонентов для придания деревенскому или грубоватому виду.
Когда оно будет тщательно спроектировано и построено, красота дерева в конечном итоге станет основным элементом здания, создавая уникальную, но домашнюю атмосферу, которая по-прежнему пользуется большим спросом в нашу современную эпоху.
О деревянных каркасах
Деревянный каркас — это традиционная форма строительства, восходящая к раннему производству мебели. Некоторые деревянные рамы, возведенные в средневековье, до сих пор служат свидетельством качества и долговечности этого сооружения.
Рамы из натуральной древесины основаны на очень плотно прилегающих столярных изделиях. Качество материалов и геометрия, необходимые для создания полностью самонесущей конструкции, действительно имеют значение. Механические крепления были недоступны до наших дней, и по этой причине деревянные рамы приходилось удерживать вместе с помощью колышков и клиньев. Штифты вбивались в несовпадающие отверстия в раме, обеспечивая жесткое и надежное соединение. Для изготовления колышков используются такие породы древесины, как ясень, дуб или даже клен.
Колышки иногда обнажают и используют, чтобы подчеркнуть важность системы, делая всю конструкцию еще более восхитительной.
Стойка и балка против деревянного каркаса. Иллюстрация
Деревянный каркас требует тщательных столярных работ, навыков и терпения
Деревянный каркас — это ремесло, требующее тщательного столярного дела, умения и терпения. Некоторые пуристы используют только ручные инструменты при строительстве деревянных каркасов, чтобы продемонстрировать уважение к традициям. Деревянный каркас дороже по сравнению с конструкцией из столбов и балок, но это компенсируется тем фактом, что хороший деревянный каркас не требует заполнения каркаса или отвесных стен для достижения структурной устойчивости.
О каркасе столбов и балок
Во многих домах в горном стиле используются различные элементы деревянного строительства. Это может быть как основная конструктивная система, так и акценты, которые могут быть в виде кронштейнов, распорок, ферм и опор крыши. Конструкция столбов и балок часто выглядит как деревянный каркас, но главное отличие состоит в том, что в конструкции столбов и балок используются механические крепежи и стальные пластины для соединения древесины. Соединители могут быть скрытыми или открытыми, но следует отметить, что стойки и балочные рамы никогда не используются в качестве единственной структурной опоры здания.Требуются дополнительные элементы, такие как заполнение каркаса или отвесные панели, поскольку это лучший способ создать устойчивую конструкцию.
Для каркаса столбов и балок требуются плотные и качественно выполненные соединения
Для изготовления каркасов из столбов и балок требуется квалифицированный плотник. Только натренированный глаз отличит хорошо сделанный каркас из столбов и балок от настоящего деревянного каркаса.
Стоимость и стремление к подлинности, как правило, являются движущими факторами при выборе между ними.Деревянный каркас в среднем будет стоить на 25% дороже по сравнению с обычным домом. Это будет стоить на 15% дороже по сравнению со столбово-балочной конструкцией. Конструкция из деревянных столбов и балок имеет много общего с деревянным каркасом, если посмотреть на тщательные соединения и чистую красоту их. Разница заключается в чистоте традиций и требуемом уровне мастерства.
Видео о каркасе столбов и балок
Подходит ли вам конструкция столбов и балок?
В конструкциях столбов и балок обычно используются большие деревянные балки, расположенные на расстоянии около 8 футов друг от друга.
Есть также горизонтальные балки, которые размещаются поперек них для поддержки крыши или второго этажа. Столбовые и балочные дома часто имеют небольшое количество более тяжелых конструктивных особенностей. Взгляните ниже, чтобы узнать больше.
Преимущества стойки и балки
Некоторые из преимуществ получения стойки и балки включают:
Вес конструкции в конечном итоге поддерживается столбами, поэтому у вас могут быть огромные пространства из стекла. Большие окна и высокие сводчатые потолки также создают огромную жилую площадь.
Используемая древесина должна быть плотной и прочной, чтобы весь каркас был очень огнестойким.
Столбы и балки часто дешевле в строительстве по сравнению с деревянными каркасами.
Недостатки стойки и балки
К недостаткам получения конструкции из столбов и балок можно отнести:
Одним из недостатков конструкции из столбов и балок является подверженность гниению. Балки снаружи не часто закрывают, а это значит, что они со временем гниют.
- Восприимчивость к заражению
Преимущества деревянной рамы
Некоторые из преимуществ получения конструкции с деревянным каркасом включают:
- Более привлекательный и элегантный дизайн
Деревянные рамы имеют тенденцию быть более привлекательными, поскольку отсутствуют механические приспособления, удерживающие дерево вместе.
Деревянные рамы могут прогибаться под нагрузками из-за гибкости древесины и отсутствия механических соединений.
- Повышает ценность здания в будущем
Традиционные деревянные рамы считаются более привлекательными и, следовательно, могут повысить ценность строительства.
Недостатки деревянного каркаса
К недостаткам конструкции с деревянным каркасом можно отнести:
Установка деревянного каркаса может стоить дороже из-за требуемых навыков.
Также есть некоторое увеличение стоимости материалов из-за размера и формы древесины, необходимой для строительства.
Строительство дома из деревянного каркаса
Что вам нужно — деревянное или стоечно-балочное строительство?
Вариант, который вы выберете, в конечном итоге будет зависеть от вашего бюджета, желаемых преимуществ строительства и типа здания. Используя это руководство, вы легко определите, какое из них больше всего подходит для ваших целей.
Подробнее: стальные двутавры и их назначение в строительных проектах
В PSE Consulting Engineers мы много знаем о конструкционной стали.Он играет неотъемлемую часть почти в каждом современном строительном проекте и может быть изготовлен в различных формах, сохраняя при этом свою прочность.
Он может быть сформирован в виде длинных конструктивных элементов, называемых балками. Эти балки бывают не только разной длины и размеров, но также разных форм, углов и характеристик.
Самая распространенная стальная балка — двутавр. Балка состоит из двух горизонтальных плоских поверхностей, называемых полками, соединенных горизонтальным компонентом, называемым стенкой.
Поперечный разрез по форме похож на заглавную букву I с засечками, отсюда и название двутавровая балка. При повороте на бок луч будет напоминать форму заглавной буквы H, поэтому его также называют двутавровым.
Эти балки очень прочные не только потому, что они сделаны из металла, но и из-за их конструкции. Большинство материалов двутавровой балки расположены вдоль осевых волокон, которые являются областями, которые испытывают наибольшую нагрузку. Форма также играет важную роль, потому что горизонтальные полки сопротивляются изгибному движению, а полотно противостоит напряжению сдвига.
Это позволяет балке выдерживать различные нагрузки.
Эти балки будут иметь различный металлический состав в зависимости от их применения. Также будут отличаться технические характеристики, включая вес, ширину полки, толщину полки, высоту балки и толщину стенки.
Например, некоторые двутавровые балки имеют более толстые стенки и полки для использования на платформах и в мостах. Изменения в спецификациях позволят строителю использовать идеальную двутавровую балку для конструкции на основе таких факторов, как сопротивление прогибу, вибрации, изгибу, деформации, разрушению при сдвиге или продольному изгибу.
Использует Двутавровые балки играют важную роль в современной строительной индустрии. Если они не используются в качестве основного каркаса, как в стальных каркасах, эти балки используются в качестве основных поддерживающих компонентов. Они играют эту роль, потому что, как указывалось ранее, эти балки способны выдерживать большие нагрузки с разных направлений.
Использование двутавровых балок также позволяет создавать эстетически привлекательные концепции и конструкции.Конечно, традиционные деревянные балки также эстетичны и позволяют монтировать или подвешивать предметы интерьера, не жертвуя целостностью балки. В двутавровую балку нельзя прибивать или привинчивать предметы. Нельзя просто просверлить отверстия в двутавровой балке без ущерба для прочности конструкции. Однако сталь имеет преимущество в прочности.
РентабельноНаличие прочного конструктивного элемента, такого как двутавровая балка, может принести много преимуществ строительному проекту.Структура, состоящая из более прочных материалов, будет состоять из меньшего количества компонентов. Меньшее количество компонентов приводит к снижению общих затрат за счет материалов и доставки.
Это также увеличивает скорость завершения строительного проекта, поскольку требуется установить меньше деталей.
Это может снизить затраты на рабочую силу и другие расходы, связанные со временем сборки. В целом эффективное использование двутавровых балок может сделать проект более рентабельным.
Меньшее количество компонентов также освобождает пространство, что позволяет создавать более просторные помещения.Поскольку двутавровые балки также являются прочными, их можно использовать для перекрытия больших площадей с минимальной опорой, таких как закрытые арены, или их можно использовать для строительства более высоких структур, таких как небоскребы.
ДолговечныйВ отличие от традиционных деревянных балок двутавры устойчивы к старению. Они не раскалываются, не трескаются и не ползут с возрастом и не уязвимы для термитов, плесени и грибка. Они также не коробятся, не гниют и не расширяются при увеличении влажности.
В отличие от дерева, между разными производителями двутавровых балок также нет региональных различий, поскольку существуют стандарты и правила изготовления этих компонентов.
Деревья созданы природой, поэтому, даже если они могут быть обрезаны по аналогичным характеристикам, будут существовать уникальные различия, такие как плотность зерна между деревьями одного вида, но расположенными в разных местах.
Наконец, конструкцию, сделанную из двутавровых балок, также легче адаптировать, поскольку они легко доступны для структурного добавления или модификации, например, ремонта или увеличения размеров.Деревянные балки не адаптируются, потому что они имеют меньшую прочность, так что при перепланировке жилого дома старые и более слабые деревянные балки обычно заменяются двутавровыми.
В условиях постоянно улучшающейся сталелитейной промышленности стальные балки останутся одним из основных компонентов наших современных конструкций; будь то коммерческий или жилой. В частности, двутавровые балки останутся востребованными благодаря своей прочности и универсальности.
Наши специалисты готовы помочь вам с вашим следующим крупным проектом.
Если вы ищете индивидуальный дизайн дома, консультации по проектированию конструкций или руководство строительством, мы можем помочь. Свяжитесь с нами сегодня или запросите расценки, чтобы узнать больше!
Введение в конструкцию непрерывных стальных балок
По стабильности и гибкости ничто не сравнится со сплошной стальной балкой. Непрерывные стальные балки создаются путем жесткого соединения двух или более балок вместе через несколько точек опоры. Этот метод строительства создает более жесткий и прочный элемент, чем простая поддерживаемая балка, и идеально подходит для обеспечения свободного пространства от распорок и гибкого расположения колонн.
Если вам нужно здание с открытым пространством, особенно возле крыши или потолка, настоятельно рекомендуется использовать неразрезные балки. Непрерывные стальные балки позволяют создавать большие и высокие дверные проемы для крупногабаритных транспортных средств или другого оборудования, а также использовать пол с эффективно расположенными колоннами для движения вилочного погрузчика.
Если в вашей конструкции нет распорок, непрерывная стальная балка может создать каркас здания, достаточно прочный, чтобы исключить его.
Непрерывная стальная балка состоит из двух или более балок, соединенных несколькими опорами балок.Пролеты обычно расположены по прямой линии и имеют две или более опоры по длине каждой балки. Он обладает моментным сопротивлением при жестком соединении балки с колонной и обеспечивает устойчивость рамы и сопротивление поперечной нагрузке исключительно за счет жесткости соединения и жесткости элемента. Концевые моменты балки и поперечные силы передаются на колонну.
Хотя эти типы балок обычно используются в мостах, они также эффективны при строительстве одно- и многоэтажных зданий. Конструкция из сплошных балок разработана не только для обеспечения прочности, но и для минимизации веса и материальных затрат.
Расчетные коэффициентыПри проектировании этого типа конструкции необходимо учитывать два проектных фактора:
- Прочность материала балки
- Тип нагрузки
При анализе необходимой прочности балки, балка с простой опорой и двумя опорами может быть проанализирована с использованием только сил или нагрузки балки (статистически определяющий фактор).
Сплошная стальная балка классифицируется как статистически неопределимая ; реакции на опорах необходимо рассчитывать как с учетом характера деформации (прочности материала), так и наличия более двух опор на балку (тип нагрузки).
Самыми распространенными конструкциями рамок являются конструкции с цельной непрерывной рамкой и конструкции с дискретной непрерывной рамкой. Вся сплошная рама построена со всеми жесткими соединениями. Дискретная сплошная рама имеет жесткие соединения только там, где испытываются высокие нагрузки, например, в определенной области или помещении на предприятии.
Обязательно примите во внимание, какие направленные силы преобладают при определении реалистичных размеров сечения балки и колонны. Примите это решение до проектирования и анализа каркаса, проанализировав основное использование и окружающую среду здания.Конструкция с нагрузкой в основном на пол и крышу имеет преимущественно вертикальную нагрузку. Если нагрузка от ветра, изгибающий момент, конечно, будет в основном по горизонтали.
Предельное состояние по пригодности к эксплуатации
Определение реальных размеров стержня также требуется для расчета предельного состояния пригодности к эксплуатации, или SLS. В многоэтажных зданиях, построенных без распорок, требуется соответствующая устойчивость к боковой нагрузке на SLS. Относительный горизонтальный прогиб между этажами должен контролироваться и ограничиваться определенной величиной.Рассчитав реалистичные размеры элементов до окончательного проектирования, легче спрогнозировать поведение рамы на SLS.
Предельное состояние эксплуатационной пригодности уравновешивается факторами безопасности, которые также влияют на размер балки. Чем выше требуемый запас прочности, тем толще должна быть балка. Однако более толстая балка увеличит стоимость материала. Не жертвуйте безопасностью, но помните, как это повлияет на толщину балки.
Боковое смещение
Многоэтажные здания с неразрезной балкой требуют особого внимания из-за бокового смещения между уровнем основания и первым этажом, особенно при использовании оснований из колонн со штырями.
(К нижней части элемента колонны прикреплена пластина для облегчения прикрепления к полу с помощью прижимных болтов.) Могут потребоваться устойчивые к моменту основания колонны, хотя нагрузка на фундамент и затраты на строительство возрастут.
Кроме того, не забудьте учесть вертикальную нагрузку рисунка во время анализа рамы для гибки колонн с одинарной и двойной кривизной.
Преимущества и недостатки конструкции неразрезной стальной балкиПреимущества
Конструкция из цельной стальной балки хорошо подходит для различных требований по ширине и высоте.Расположение колонн и конструкция гребня очень гибкие, что позволяет использовать различные планы этажей, а также различные системы стеллажей и хранилища оборудования.
Коньковая конструкция может быть односкатной, центральной или смещенной от центра. Конструкция с непрерывной балкой может также включать использование прогонов или балок во вторичном каркасе.
Кроме того, вы можете использовать различные типы стеновых систем, такие как откидные, блочные и обычные стальные.
Другие преимущества включают:
- Прогиб меньше, чем у балок с опорой
- Пониженная чувствительность к вибрации
- Лучшая производительность в условиях реверсирования нагрузки, таких как землетрясения
- Повышенное резервирование
Недостатки
Конструкция с неразрезной балкой учитывает следующие факторы:
- Строительство, особенно на соединениях, является более сложным и требует большей квалификации со стороны строительной бригады
- Внутри колонн увеличены внутренние силы
- Структурные затраты выше из-за требований к жестким соединениям и более высококвалифицированной рабочей силе
Поскольку создание рамы из сплошной балки может увеличить затраты, экономическая эффективность может быть реализована за счет комбинации конструкции балки, которая включает в себя как сплошные, так и простые опорные балки.
Непрерывная конструкция из стальных балок является прочной и стабильной, но при этом обеспечивает гибкость конструкции, особенно при использовании внутренних колонн. Он будет работать с рядом систем стен, включая откидные и обычные стальные конструкции, и его можно использовать практически с любой конструкцией конька.
Сплошная балка — это экономичный вариант, когда эстетика или требования помещения предпочитают здание без подпорок, например, в котором хранится крупногабаритное оборудование или которое имеет открытый и просторный вид. Дизайн пола также отличается высокой гибкостью, предлагая бесконечный выбор стеллажных систем, стеновых систем и планировок пола. Мезонинные, механические и крановые нагрузки эффективно компенсируются неразрезной балкой.
Чтобы сделать строительство неразрезной стальной балки еще проще, доступно программное обеспечение, которое значительно упрощает проектирование с использованием неразрезной стальной балки.