Виды двутавров: Характеристики двутавров, виды, размеры

Двутавр. Виды и применение.Материалы и производство.Особенности

Двутавр, или двутавровая балка – вид металлопроката с Н-образной формой поперечного сечения. Форма изделия делает его устойчивым к высоким нагрузкам. Благодаря этому материал используется в строительной сфере в качестве несущего элемента, к примеру, при укладке перекрытий.

Длина двутавровой балки бывает в пределах 3, 6 и 12 м. На металлобазах и в строительных магазинах возможна порезка на другие ходовые размеры. Двутавр благодаря форме имеет самую высокую удельную прочность среди всего строительного фасонного металлопроката. Это обусловлено наличием двух широких ребер жесткости. Они эффективно работают в обе стороны. Благодаря этому балка из двутавра при одинаковом весе на погонный метр, к примеру, со швеллером, согнется при гораздо большей нагрузке.

Высота балки может составить 100-1000 мм, ширина полок 55-400 мм. Столь широкий диапазон размеров вызван обширностью использования двутавра в строительстве. По уровню жесткости и прочности двутавровая балка может приравниваться к монолитному бруску металла аналогичного размера. При этом ее масса как минимум в 10 раз ниже. Благодаря меньшему весу ее легче транспортировать, укладывать в конструкции, она стоит дешевле.

Сфера применения

Двутавровые балки рассчитаны на нагрузку на изгиб и сжатие. Их применяют как при строительстве металлокаркасных сооружений, так и армирования кладки, бетона. Наличие двутавра предотвращает не равномерную усадку, образование трещин кладки, сдвига здания.

Двутавры нашли применение в каркасной технологии строительства деревянных домов. Балки используются в качестве ростверка под столбчатый фундамент. Они объединяют столбы в единое основание, поверх которого собирается каркасное строение уже из дерева.  Двутавр полностью исключает прогиб основания в местах большей нагрузки. Давление строения распределяется равномерно по всем столбам.

Разбор сечения

Промышленностью производятся различные двутавровые балки Н-образного сечения, отличающиеся между собой по ряду параметров. Для оценки из качеств берутся во внимания размерные показатели отдельных поверхностей профиля, а также расчетные данные.

Они обозначаются латинскими буквами:

• h — высота.
• b — ширина.
• s — центральное сечение.
• t — сечение полки.
• r — радиус.
• A — площадь сечения поперечного среза.
• Jx, Jy — моменты инерции.
• Wx, Why — моменты сопротивления.
• is, it — радиусы инерции.

Касаемо размерных показателей и толщины сечения, то эти параметры вполне понятны. Они измеряются в миллиметрах. Естественно чем шире и толще поверхности, тем крепче балка. Однако на жесткость и прочностные параметры влияют не только размеры, но и металл, из которого сделан двутавр. Два одинаковых по размеру изделия из разных сталей поведут себя при нагрузке по-разному. Чтобы их различать, также введены расчетные показатели: момент сопротивления и момент инерции. Эти величины показывают уровень сопротивляемости балки к деформации. То есть, при какой нагрузке та согнется. Оба показателя крайне важны при строительстве. Ориентируясь на них в проекте можно определить количество балок под ту или иную нагрузку.

Виды двутавра по форме сечения

Для разных строительных задач осуществляется производства двутавра с особенными формами торцевой части. По этому критерию балки разделяют на 4 вида:

• С уклоном полок.
• Обычный.
• Широкополочные.
• Колонные.

Балки с уклоном полок имеют внутренний скос на  8-10 градусов. Такое сечение обеспечивает прокат максимальными показателями прочности и жесткости. Он используется при строительстве, где подразумевается многотонная нагрузка.

Обычный двутавр имеет строго параллельные между собой полки. Угол между ними и центральной частью профиля составляется 90 градусов. Это незначительно, но снижает стойкость изделия к нагрузкам, и соответственно стоимость металлопроката. Такой материал принято обозначать в технической документации буквой «Б». Его используют для сооружения менее нагруженных конструкций. Применение нормального двутавра для проектов, где по расчетам должна использоваться балка «А», запрещено с уклоном полок.

Широкополочная двутавровая балка отличается более широкими полками. Их размер больше в 1,5 раза, в сравнении с нормальным прокатом. Это способствует увеличению жесткости и стойкости к нагрузкам на 40%. Широкополочная балка маркируется буквой «Ш».

Колонные двутавры являются самыми прочными, поскольку имеют еще более расширенные полки. Это способствует увеличению их прочности и жесткости на 100%. Материал может использоваться в качестве несущей конструкции перекрытия, так применяться как стоечный профиль при сооружении масштабных металлоконструкций.

Как делается двутавр

Двутавровая балка производится по двум технологиям:

• Горячего проката.
• Сварки.

Сложная форма сечения не позволяет изготавливать двутавровый профиль методом холодного проката. Ни один тип стали при столь сильной деформации не способен сохранить целостность. Большинство балок являются горячекатаными. Стальная заготовка разогревается докрасна и прокатывается через систему вальцов. Как следствие она деформируется, укатываясь до Н-образного сечения.

Производство методом горячего проката делает металл внутри двутавра не напряженным. Его структура изначально не стремится согнуться в сторону. Это во-первых снижает риск его прогиба под нагрузкой, а во вторых, минимизирует перелом при критической перегрузке.

Сварной двутавр составляется из 3-х полос. Они в свою очередь изготавливаются горячим прокатом и подгоняются под строгие размеры. Две узкие полосы используются в качестве полок, а одна широкая применяется как основа. Полосы свариваются между собой электросваркой под флюсом. Это дает очень прочное соединение, но уступающее по крепости горячему прокату, являющемуся полностью монолитным.

Материалы изготовления

Двутавровая балка может изготавливаться из разных типов сталей:

• Углеродистые.
• Строительные.
• Низколегированные.
• Для мостостроения.

Углеродистые стали применяются для изготовления 80% двутавра представленного на рынке. Их популярность обусловлена простотой обработки, и оптимальным соотношением затрат на производство, и получаемой прочностью. Они имеют нормальные показатели стойкости к температурным колебаниям, отличаются умеренной скоростью коррозии.

Строительные стали представлены марками С235, С245 и С255. В них присутствует гораздо меньше примесей, что способствует большей устойчивости к нагрузкам, в частности деформации или слому. Их применяют для строительства тяжелых несущих конструкций.

Низколегированные прокатные стали отличаются большей устойчивостью к динамическим нагрузкам. Это делает возможным их использовать при кораблестроении, для изготовления вертолетных площадок и прочих конструкций, на которые может оказываться резкое давление.

Стали для мостостроения применяются для изготовления двутавра особенно ответственных конструкций. Они выдерживают максимальное количество циклов динамической нагрузки. Кроме мостов, их применяют для армирования небоскребов. Такой двутавр служит долго и надежно. Также для него характерна замедленная коррозия.

Похожие темы:

• Стальной уголок. Виды и применение. Производство и особенности
• Проволока. Виды и применение. Производство и особенности
• Армирующая сетка. Виды и применение. Материал и особенности
• Строительный материал. Виды и применение. Особенности

Балки стальные горячекатаные | Виды | Варианты исполнения

Двутавр стальной горячекатаный чаще именуемый Балка изготавливается на крупных сортовых станах методом горячей прокатки стальной горячекатаной заготовки. Балки предназначены преимущественно для сооружения перекрытий различной площади производственных и торговых помещений, многоэтажных гаражей и прочих крупных сооружений и строительных конструкций. Специальная форма Балки обеспечивает максимально высокую прочность при низком весе, что является определяющим параметром снижения стоимости строительной конструкции.

Балки с параллельными гранями полок, произведенные в соответствии с СТО АСЧМ 20-93 (ГОСТ 26020-83) в настоящее время являются наиболее востребованными по причине большей экономичности этих профилей в сравнении с двутаврами с уклоном внутренних граней, произведенных в соответствии с ГОСТ 8239-89.

Доступные размеры балок (двутавров)

Требования по точности изготовления балок, произведенных по различным ГОСТ, отличаются незначительно. Скорее всего, это объясняется тем фактом, что все стандарты разработаны и введены в течение 10 лет.

Основные отличия двутавров заключаются в уклоне внутренних граней полок и различных размерах. Кроме того, в ГОСТ 26020 и СТО АЧСМ 20 предусмотрено несколько вариантов исполнения одного профиля, что значительно расширяет возможности проектировщиков при расчете несущих конструкций. Так же к отличиям можно отнести разные взгляды на ширину полки некоторых профилей и толщину стойки (перемычки между полками).

Применение

Балки с уклоном внутренних граней полок — преимущественно используются малых и средних размеров, в случаях, когда требуется высокая прочность при малых габаритах.

Балки с параллельными гранями полок (обычные) — такие балки считаются «облегченными» в зависимости от типа их исполнения и применяются во всех остальных случаях.

Широкополочные балки — применяют при многоэтажном строительстве для перекрытий, в колонных и мостовых конструкциях (для сооружения пролетов между опорами).

Колонные балки — преимущественно применяются для сооружения колонн и опор в гражданском и промышленном строительстве, но могут быть использованы и в других конструкциях.

Специальные балки 14С, 20С, 22С, 27С, 36С — предназначены для армирования шахтных стволов.

Монорельсовые балки 24М, 36М, 45М — предназначены для сооружения подвесных путей.

Марки стали

В строительстве используются Балки из следующих видов стали:

Углеродистые — Ст3сп/пс

Низколегированные — 09Г2С

Двутавры из углеродистых марок преимущественно используют для организаций внутренних перекрытий (защищенных от погодных явлений). Двутавры из низколегированных марок, в частности 09Г2С, чаще используются для сооружения наружных конструкций, а так же конструкций с повышенными требованиями к прочности, например для сооружения сильно нагружаемых конструкций.

Упаковка, маркировка, транспортировка, хранение

Большинство балок не упаковывают в связки (пачки) по причине большого веса каждого изделия. Маркировка балок производится краской на торцах изделий различными цветами или комбинацией из двух цветов, что позволяет визуально отличать балки из различных марок стали.

Транспортировка двутавров производится в открытых транспортных средствах, «навалом», обычно без применения дополнительных средств упаковки и крепления груза.

Балку хранят на открытых площадках, с твердой поверхностью, приспособленных для хранения металлопроката.

Двутавровая балка.

Двутавр или двутавровая балка – это один из установленных стандартных профилей конструктивных строительных элементов. Название её происходит от латинского слова taurus, что в переводе означает – бык. Связано это с тем, скорее всего, что в своём поперечном сечении двутавр имеет форму двух соединённых букв Т или буквы Н,  а, следовательно, имеет два рога.  Основным предназначением такого строительного элемента является приём вертикальной (реже горизонтальной) нагрузки, что создают ему отдельные части сооружения. После этого, благодаря своей конструкции двутавр равномерно распределяет её на остальные опорные площади либо передаёт эту нагрузку на несущие элементы конструкции. Изготавливается двутавр обычно с прокатного чёрного металла, но бывают и двутавры деревянные. Для проката обычно используют углеродистую  и низколегированную сталь. В поперечном сечении балки двутавра,  как правило, различают стенку и две полки, расположенные на торцах стенки.

Виды двутавров и область их применения.

Основной областью применения  двутавровых балок является перекрытия  многоэтажных сооружений. Кроме того двутавр широко применяется и в строительстве мостов, реже – в машиностроении и вагоностроении. Не редки случаи использования двутавра и для армирования проходов в шахтах.

Подразделяются двутавры по следующим параметрам:

• По толщине стенки;
•  По расположению полок: параллельно и с уклоном.

Параллельные в свою очередь различают:

• Б – нормальные.
• Д  — среднеполочные.
• К – колонные.
• У – узкополочные.
• Ш – широкополочные.

Двутавры с уклоном  также подразделяются на:

• М – обычные, у которых полки имеют уклон внутренних граней до 12 %. Они обычно применяются для подвесных путей.
• С – специальные , у которых полки имеют уклон внутренних граней свыше 16 %. Такие двутавры, как правило, используют для армирования шахтных стволов.

Существуют кроме этого и деревянные двутавры. Они применяются в основном в каркасном домостроении. Их применение позволяет значительно сократить время монтажа здания и его общий вес. Кроме того, применение двутавра исключает такие явления в ломе как усушка, усадка, сдвиги, трещины и т.п.

Двутавровые балки — это основной составляющей любой рабочей площадки при строительстве мостов, перекрытий, промышленных зданий. Применение балок позволяет значительно снизить нагрузки и уменьшить расход металла. Балки позволяют воссоздать формы опор, и применение их приводит к значительному уменьшению веса металлоконструкций.

По точности прокатки двутавровая балка подразделяется:

• Б – повышенная;

• В – обычная.

Современная эпоха примечательна тем, что на наших глазах происходит повсеместное вытеснение крупноблочных железобетонных конструкций монолитным строительством. Оно имеет целый набор преимуществ – начиная от прочности конструкции, которая в первую очередь зависит от качества соединения элементов. У монолита соединений практически нет, поэтому случается, что при землетрясении дом-монолит накреняется или даже заваливается на бок, но не рассыпается на части.

Для отливки горизонтальных перекрытий применяется унифицированная опалубка, одной из основных частей которой выступает балка перекрытия. Покоясь на вертикальных стойках, балка удерживает на себе непосредственно палубу из состыкованных фанерных щитов, поверх которой наливается и застывает бетонный раствор с предварительно собранной арматурой.

Практика показала, что наиболее рациональной является деревянная балка двутаврового сечения.

Особенности двутавровой балки.

Двутавровое сечение, имеющее вид лежащей на боку буквы «Н», с точки зрения сопротивления материалов является наиболее рациональным профилем. Он состоит из 3-х элементов, имея при этом жесткость и прочность на прогиб и скручивание мало уступающие полнотелому прямоугольному брусу, в тоже самое время будучи намного легче. К тому же качественных досок из одно и того же объема сырой древесины можно получить больше, чем бруса того же качества – меньше выбраковки по природным дефектам.

Это делает двутавровую балку куда более экономичным видом оснастки. Правильно склеенная из нескольких частей двутавровая балка меньше подвержена короблению при рассыхании древесины, а в условиях бетонных работ это не редкость.

Вдобавок, как уже упоминалось, меньший в сравнении с полнотелым брусом вес делает работу опалубщика менее тяжелой и травмоопасной.

Двутавровая арендованная балка вас выручит!

Смелость архитектурных решений ставит перед современными строителями непростые задачи, среди которых и обеспечение стройки необходимой оснасткой. Разумным решением вопроса нередко становится аренда двутавровых балок и другой строительной оснастки у специализированных компаний, обладающих достаточными ресурсами для удовлетворения свих клиентов. Таков наш «АрендаСтрой». Мы располагаем парком качественных двутавровых балок из дерева для опалубочных работ. Заключите с нами договор аренды – и целый ряд вопросов будет благополучно закрыт.

21 Виды балок в строительстве [PDF]

🕑 Время чтения: 1 минута

В строительстве зданий и сооружений используются различные виды балок. Это горизонтальные элементы конструкции, выдерживающие вертикальные нагрузки, поперечные усилия и изгибающие моменты. Балки передают нагрузки, действующие по их длине, на их конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т. д.

В этой статье будут обсуждаться различные типы балок, используемых в строительстве, в зависимости от их способа поддержки, формы поперечного сечения ( профиль), длина и материал.

Содержание:

• Типы балок в конструкциях
• 1. Просто поддержанный луч
• 2. Фиксированный луч
• 3. Кантилеверный луч
• 4. Непрерывная луча
• 5. Желебные бетонные лучи
• 6. Стальные лучи.
• 7. Балка деревянная
• 8. Балка составная
• 9. Балка прямоугольная
• 10. Балка таврового сечения
• 11. Балка L-образного сечения
• 12. Балка изогнутая
• 2
• 20011 14. Коническая луч
• 15. Статически определяющий луч
• 16. Статически непремеренный луч
• 17. Чистого бетонного луча на месте
• 18. Сборный бетонный луче
• 21. Балка
• Часто задаваемые вопросы по различным типам балок в конструкциях

Типы балок в конструкциях

Существуют различные типы балок, которые классифицируются на основе следующих условий

1. на основе условий поддержки
2. на основе строительных материалов
3. на основе форм поперечного сечения
4. на основе геометрии
5. на основе равновесного состояния
6. на основе метода строительства
7. другие

на основе на основе конструкции

на основе на основе поддержки.

1. Балка с простой опорой

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

Рис. 1: Свободно поддерживаемая балка

2. Фиксированная балка

Она поддерживается с обоих концов и фиксируется для сопротивления вращению. Его еще называют встроенной балкой. Неподвижные концы создают моменты, отличные от реакций.

Рис. 2: Неподвижная балка

3. Консольная балка

Если балка закреплена на одном конце и свободен на другом конце, она называется консольной балкой. Балка распределяет нагрузку обратно на опору, где она подвергается воздействию момента и напряжения сдвига. Консольные балки позволяют создать эркер, балконы и некоторые мосты.

Рис. 3: Консольная балка

4. Неразрезная балка

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

Рис. 4: Неразрезная балка

На основе строительных материалов

5. Железобетонные балки 

Изготавливается из бетона и арматуры, как показано на рис. 5. Иногда железобетонная балка скрыта в железобетонных плитах и это называется скрытым лучом или скрытым лучом

Рис. 5: Железобетонная балка

6. Стальные балки

Изготовлены из стали и используются в различных целях.

Рис. 6: Стальная балка

7. Деревянная балка

Деревянная балка изготовлена ​​из древесины и использовалась в прошлом. Однако применение такого бруса в строительстве в настоящее время значительно сократилось.

Рис. 7: Деревянная балка

8. Составные балки 

Составные 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 балка

На основе форм поперечного сечения

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

Формы поперечного сечения из железобетона включают:

9. Балка прямоугольного сечения 

Этот тип балки широко используется при строительстве железобетонных зданий. и другие структуры.

Рис. 9: Железобетонная балка прямоугольного сечения

10. Балка таврового сечения

Этот тип балки в основном изготавливается монолитно с железобетонной плитой. Иногда для увеличения прочности бетона на сжатие строится изолированная тавровая балка.

Кроме того, перевернутая тавровая балка также может быть изготовлена ​​в соответствии с требованиями нагрузки.

Рис. 10: Т-образная балкаРис. 11: Перевернутая тавровая балка

11. Балка L-образного сечения 

Этот тип балки выполнен монолитно с железобетонной плитой по периметру конструкции, как показано на рис. 10.

Профили стальных поперечных сечений включают:

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

Квадратная, прямоугольная, круглая, I-образная, T-образная, H-образная, C-образная и трубчатая формы являются примерами балок поперечного сечения, изготовленных из стали.

Рис. 12: Формы поперечного сечения стальных балок

На рис. 8 показаны различные типы балок на основе форм поперечного сечения, изготовленных из композитных материалов .

На основе геометрии

12. Прямая балка

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

Рис. 13: прямая балка

13. Изогнутая балка

Балка с изогнутым профилем, например, в случае круглых зданий.

Рис. 14: Изогнутая балка

14. Коническая балка

Балка с коническим поперечным сечением.

Рис. 15: Коническая балка

5. На основе условия равновесия

15. Статически детерминированная балка

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

Рис. 16: Статически неопределимая балка

16. Статически неопределимая балка

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

Рис. 17: Статически неопределимая балка

На основе метода строительства

17. Балка из монолитного бетона 

Этот тип балки сооружается на строительной площадке. Итак, сначала закрепляют формы, затем заливают свежий бетон и дают ему затвердеть. Затем будут наложены нагрузки.

Рис. 18: Залитая на месте балка

18. Сборная железобетонная балка

Этот тип балки изготавливается на заводах. Таким образом, условия строительства более контролируемы по сравнению со строительством на месте. Следовательно, качество бетона балки будет выше.

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

Рис. 19: Сборная железобетонная балка

19. Предварительно напряженная бетонная балка

Предварительно напряженная бетонная балка изготавливается путем натяжения прядей перед приложением нагрузки к балке. Предварительно напряженная бетонная балка и предварительно напряженная бетонная балка представляют собой разновидности предварительно напряженной бетонной балки.

Рис. 20: Балка из предварительно напряженного бетона

Прочее 

20. Глубокая балка 

Глубокая балка имеет значительную глубину, как показано на рис. 21, а отношение ее чистого пролета к глубине меньше четырех, согласно коду ACI. Существенная нагрузка передается на опоры силой сжатия, сочетающей нагрузку и реакцию. Следовательно, распределение деформации больше не считается линейным, как в случае с обычными балками.

Рис. 21: Глубокая балка

21. Балка

Балки, воспринимающие большие нагрузки, обычно используются стальные профили.

Рис. 22: Балка

Часто задаваемые вопросы о различных типах балок в конструкциях

? Что такое балки в строительстве?

Балки представляют собой горизонтальные конструктивные элементы, способные выдерживать вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты. Они передают нагрузки, действующие по их длине, на их конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т. д.

? Что такое монолитные балки или балки из железобетона?

Железобетонные балки изготавливаются из бетона и арматурных стержней. Они выдерживают вертикальные нагрузки, силы сдвига и изгибающие моменты.

? Что такое сплошная балка?

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

? Какие бывают типы опор в балках?

1. Ролик
2. Шарнирный
3. Фиксированный

? Какие существуют типы балок в зависимости от условий поддержки?

1. Свободно опертая балка
2. Неподвижная балка
3. Консольная балка
4. Неразрезная балка

Двутавровая балка | Викидом | Фэндом

в:
Строительная инженерия

Эта двутавровая балка используется для поддержки первого этажа дома.

Двутавровые балки (также известные как Двутавровые балки , Ш-образные балки (для «широких полок»)), балки из катаной стали (RSJ) или двутавровые (особенно на польском языке, испанский и немецкий)) представляют собой балки с двутавровым или Н-образным поперечным сечением. Горизонтальные элементы «I» — это фланцы, а вертикальный элемент — это 9.0314 сеть . Стенка сопротивляется силам сдвига, в то время как полки сопротивляются большей части изгибающего момента, испытываемого балкой. Теория балок показывает, что I-образное сечение является очень эффективной формой для восприятия как изгибающих, так и сдвигающих нагрузок в плоскости стенки. С другой стороны, поперечное сечение имеет пониженную грузоподъемность в поперечном направлении, а также неэффективно воспринимает кручение, для чего часто предпочитают полые конструкционные сечения.

Содержимое

• 1 Обзор
• 2 Дизайн
  • 2.1 Конструкция для гибки
  • 2. 2 Проблемы
• 3 Стальные материалы с широкими полками и процессы прокатки (США)
• 4 Обозначение и терминология
  • 4.1 Балки европейского стандарта IPE
  • 4.2 Европейские широкополочные балки HEA и HEB
• 5 См. также
• 6 Ссылки и библиография
• 7 Внешние ссылки

Обзор[]

Типовые сечения двутавровых балок.

Существуют две стандартные формы двутавровых балок:

• Прокат двутавровый, образованный горячей прокаткой, холодной прокаткой или экструзией (в зависимости от материала).
• Балка из пластин, образованная сваркой (иногда скреплением болтами или заклепками) пластин.

Двутавровые балки обычно изготавливаются из конструкционной стали, но также могут быть изготовлены из алюминия или других материалов. Распространенным типом двутавровой балки является катаная стальная балка (RSJ), которую иногда неправильно называют усиленной стальной балкой 9. 0373 . Британские и европейские стандарты также определяют универсальные балки (UB) и универсальные колонны (UC). Эти секции имеют параллельные фланцы, в отличие от фланцев RSJ различной толщины. UC имеют равную или почти равную ширину и глубину, в то время как UB значительно глубже, чем их ширина.

Двутавровые балки, изготовленные из древесины с добавлением древесноволокнистых плит и/или клееного бруса, также становятся все более популярными в строительстве, особенно в жилых домах, поскольку они легче и менее подвержены деформации, чем массивные деревянные балки. Однако были некоторые опасения по поводу их быстрой потери прочности при пожаре, если они не защищены.

Дизайн[]

Изображение вибрирующей двутавровой балки.

Двутавровые балки широко используются в строительной отрасли и доступны в различных стандартных размерах. Имеются таблицы, облегчающие выбор подходящего размера стальной двутавровой балки для заданной приложенной нагрузки. Двутавровые балки могут использоваться как в качестве балок, так и в качестве колонн.

Двутавровые балки могут использоваться как сами по себе, так и в сочетании с другим материалом, обычно бетоном. Дизайн может определяться любым из следующих критериев:

• прогиб — жесткость двутавровой балки будет выбрана так, чтобы минимизировать деформацию

Вибрация

• — жесткость и масса выбраны для предотвращения неприемлемых вибраций, особенно в условиях, чувствительных к вибрациям, таких как офисы и библиотеки
• Разрушение при изгибе из-за текучести — когда напряжение в поперечном сечении превышает предел текучести
• Разрушение при изгибе из-за бокового выпячивания при кручении — когда фланец при сжатии имеет тенденцию к изгибу вбок или все поперечное сечение изгибается при кручении
• Разрушение при изгибе из-за местного выпячивания, когда фланец или стенка настолько тонкие, что могут выгибаться локально
• местная текучесть — вызванная сосредоточенными нагрузками, например, в точке опоры балки
• отказ от сдвига — там, где паутина выходит из строя. Тонкие перемычки разрушатся из-за коробления, волнистости в явлении, называемом действием поля растяжения , но разрушению при сдвиге также препятствует жесткость фланцев
• коробление или деформация компонентов, например ребер жесткости, используемых для придания устойчивости стенке двутавровой балки.

Расчет на изгиб[]

Наибольшие напряжения () в изгибаемой балке возникают в местах, наиболее удаленных от нейтральной оси.

Балка при изгибе испытывает высокие напряжения вдоль осевых волокон, наиболее удаленных от нейтральной оси. Чтобы предотвратить разрушение, большая часть материала балки должна располагаться в этих областях. В области, близкой к нейтральной оси, требуется сравнительно мало материала. Это наблюдение лежит в основе поперечного сечения двутавровой балки; нейтральная ось проходит по центру стенки, которая может быть относительно тонкой, и большая часть материала может быть сосредоточена во фланцах.

Идеальная балка — это балка с наименьшей площадью поперечного сечения (и, следовательно, требующая наименьшего количества материала), необходимая для достижения заданного модуля сопротивления. Поскольку модуль сечения зависит от значения момента инерции , эффективная балка должна иметь большую часть своего материала, расположенную как можно дальше от нейтральной оси. Чем дальше заданное количество материала от нейтральной оси, тем больше модуль сопротивления и, следовательно, большему изгибающему моменту можно сопротивляться.

При расчете симметричной двутавровой балки для сопротивления нагрузкам из-за изгиба обычно отправной точкой является требуемый модуль сопротивления сечения. Если допустимое напряжение и максимальный ожидаемый изгибающий момент равны , то требуемый модуль упругости равен ^[1]

где – момент инерции поперечного сечения балки, а – расстояние вершины балки от нейтральной оси (подробнее см. теорию балки).

Для балки с поперечным сечением и высотой , идеальное поперечное сечение должно иметь половину площади на расстоянии выше поперечного сечения, а другую половину на расстоянии ниже поперечного сечения ^[1] Для этого поперечное сечение

Однако эти идеальные условия никогда не могут быть достигнуты, потому что материал необходим в сетке по физическим причинам, включая изгиб. Для широкополочных балок модуль сопротивления составляет примерно

, который превосходит прямоугольные и круглые балки.

Проблемы[]

Хотя двутавровые балки отлично подходят для однонаправленного изгиба в плоскости, параллельной стенке, они не так хороши при двунаправленном изгибе. Эти балки также мало сопротивляются скручиванию и подвергаются поперечному короблению под нагрузкой при кручении. Для задач с преобладанием кручения лучше подходят коробчатые балки и другие типы жестких сечений.

Широкополочные стальные материалы и процессы прокатки (США)[]

Ржавая стальная двутавровая балка

В Соединенных Штатах чаще всего упоминается двутавровая балка с широкой полкой (W). Эти балки имеют полки, в которых плоскости почти параллельны. Другие двутавровые балки включают формы американского стандарта (обозначенные S), в которых поверхности фланцев не параллельны, и двутавровые сваи (обозначенные HP), которые обычно используются в качестве свайных фундаментов. Широкие фланцы доступны в исполнении ASTM A9.92, ^[2] , который обычно заменил старые марки ASTM A572 и A36. Диапазоны предела текучести:

• A36: 36 000 фунтов на кв. дюйм (250 МПа)
• A572: 42 000–60 000 фунтов на кв. дюйм (290–410 МПа), но наиболее распространен 50 000 фунтов на кв. дюйм (340 МПа)
• A588: Аналогично A572
• A992: 50 000–65 000 фунтов на кв. дюйм (340–450 МПа)

Широкополочные профили производятся методом электродуговой печи.

Как и большинство изделий из стали, двутавровые балки часто содержат переработанные материалы.

Американский институт стальных конструкций («AISC») издает «Руководство по стальным конструкциям» для проектирования конструкций различной формы. Он документирует общие подходы, ASD и LRFD (по состоянию на 13-е изд.) к созданию таких проектов.

Обозначение и терминология[]

• В стандарте США стальные двутавровые балки обычно указываются с использованием глубины и веса балки. Например, балка «W10x22» имеет глубину примерно 10 дюймов (25 см) (высота, когда двутавровая балка стоит на полках) и весит примерно 22 фунта/фут (33 кг/м).

• В Canada стальные двутавровые балки теперь обычно указываются с использованием глубины и веса балки в метрических единицах. Например, балка «W250x33» имеет глубину примерно 25 см (10 дюймов) (высота, когда двутавровая балка стоит на полках) и весит примерно 33 кг/м (22 фунта/фут). ^[3] Двутавровые балки по-прежнему доступны в размерах для США от многих канадских производителей.

• В Индии двутавры обозначаются как ISMB, ISJB, ISLB, ISWB. ISMB: индийская стандартная балка средней массы, ISJB : индийская стандартная юношеская балка, ISLB : индийская стандартная легкая балка, ISWB : индийская стандартная широкополочная балка. Балки спроектированы в соответствии с соответствующей сокращенной ссылкой, за которой следует глубина сечения, например, 9.0372 ISMB 450 , где 450 — глубина сечения в миллиметрах (мм). Размеры этих балок классифицируются согласно IS:808. (согласно BIS)

• В стандарте Соединенного Королевства эти стальные профили обычно обозначаются кодом, состоящим из основного размера (обычно глубины) – х – второстепенного размера – х – массы на метр конца с типом сечения, все измерения метрические. Следовательно, 152x152x23UC будет секцией колонны (UC = универсальная колонна) примерно 152 мм в глубину, 152 мм в ширину и весом 23 кг на метр длины. ^[4]

Балки европейского стандарта IPE[]

Широкополочная двутавровая балка.

Тип	Балка высота (мм)	Фланец ширина (мм)	Стенка толщина (мм)	Фланец толщина (мм)	Вес (кг/м)	Сечение площадь (см 2 )	Момент инерции при кручении (Дж) (см 4 )
ИПЭ 80	80	46	3,8	5,2	6,0	7,64	0,70
ИПЭ 100	100	55	4. 1	5,7	8.1	10,3	1.10
ИПЭ 120	120	64	4,4	6,3	10,4	13,2	1,71
ИПЭ 140	140	73	4,7	6,9	12,9	16,4	2,54
IPE 750 x 137	753	263	11,5	17	137	175	137,1
ИПЭ 750 x 147	753	265	13,2	17	147	188	161,5
ИПЭ 750 x 173	762	267	14,4	21,6	173	221	273,6
ИПЭ 750 x 196	770	268	15,6	25,4	196	251	408,9

Европейские широкополочные балки HEA и HEB[]

Тип	Балка Высота (мм)	Фланец ширина (мм)	Стенка толщина (мм)	Фланец толщина (мм)	Вес (кг/м)	Сечение площадь (см 2 )	Момент инерции при кручении (Дж) (см 4 )
НЕ 100 А	96	100	5	8	16,7	21,2	5,24
НЕ 120 А	114	120	5	8	19,9	25,3	5,99
НЕ 140 А	133	140	5,5	8,5	24,7	31,4	8. 13
НЕ 160 А	152	160	6	9	30,4	38,8	12.19
HE 1000 x 415	1020	304	26	46	415	528,7	2714
HE 1000 x 438	1026	305	26,9	49	437	557,2	3200
HE 1000 x 494	1036	309	31	54	494	629,1	4433
HE 1000 x 584	1056	314	36	64	584	743,7	7230

См. также[]

• Балка (конструкция)
• Конструкционная сталь
• Тавровая балка
• Двутавровая балка
• Стальная балка с открытой стенкой

Ссылки и библиография[]

1. ↑ ^{1. 0 1.1} Гир и Тимошенко, 1997, Механика материалов, издательство , PWS Publishing.
2. ↑ «Стандартные технические условия ASTM A992 / A992M — 06a для профилей из конструкционной стали» . Американское общество испытаний и материалов. 2006. doi: 10.1520/A0992_A0992M-06A. http://www.astm.org/cgi-bin/SoftCart.exe/DATABASE.CART/PAGES/A992A992M.htm?L+mystore+imoq3345.
3. ↑
   Справочник по стальным конструкциям (9-е изд.). Канадский институт стальных конструкций. 2006. ISBN 978-0-88811-124-1.
4. ↑ http://www.corusconstruction.com/file_source/StaticFiles/Construction/Library/BS4Sectionsbrochure.pdf

• М. Ф. Эшби, 2005 г., Выбор материалов в механическом проектировании , Elsevier.

Внешние ссылки[]

• Веб-сайт Канадского института стальных конструкций
• Веб-сайт Американского института стальных конструкций
• Деревянные двутавровые балки

Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.

25 типов балок | Что такое луч | Типы балок в гражданском строительстве

Содержание сообщения

Что такое балка?

A Балка i s горизонтальный конструктивный элемент , который проходит горизонтально , чтобы выдерживать вертикальную нагрузку , отрывающуюся от здания рамы . Балка принимает нагрузку и , распределяет ее по концам и передает ее на колонны , стены и стойки с обеих сторон балки. он выдерживает только боковых нагрузок по оси балки .

Подробнее: Что такое классная балка и метод ее изготовления

Типы балок

Ниже приведены различные типы балок, используемых в гражданском строительстве,

A. На основе строительного материала 30 70059

1. Деревянная балка

Деревянная балка Каркасная конструкция

Деревянная балка обычно используется в конструкции деревянной фермы крыши . Они используются в сочетании с колонны и стойки, которые поддерживают балки в деревянном каркасе .

Деревянная балка проходит горизонтально между двумя стойками с обеих сторон деревянной фермы .

Они также используются для поддержки плит перекрытий в старых домах из дерева материалов . Древесина является прочным и долговечным строительным материалом, если правильное обращение и уход взято .

Но, с введением передовых строительных материалов, таких как бетон , их применение теперь ограничено .

2.

Стальная балка

Стальная балка

Стальная балка

Стальные балки прочные, долговечные и высокопрочный материал по сравнению с другими строительными материалами .

Стальные балки используются в различных типов конструкции, таких как здание , мастерские, фермы на крыше , мосты, веревка , и т. Д.

3.

Arefficted Concrete Beam 908

3.

. бетонные балки являются важным структурным элементом здания , предназначенные для восприятия поперечных внешних нагрузок .

Этот нагружаемый вызывает изгибающий момент , силы сдвига и в некоторых случаях кручение по всей их длине .

RCC Балка

Как известно, бетон прочен на сжатие и очень слаб на десятки ион. Поэтому противодействуют и уравновешивают эти дефекты Стальная арматура используется для восприятия растягивающих напряжений в железобетонных балках .

Балка RCC обычно предназначена для поддержки нагрузок от плит, других балок , стен и колонн и передачи нагрузок на колонны, поддерживающие их.

Подробнее: Конструктивные элементы здания и их стандартные размеры

4.

Балка композитная

Это структурный компонент , изготовленный из двух разных материалов, соединенных вместе, чтобы действовать как блок .

Например, в здании конструкция используется стальная и бетонная композитная балка . Эта бетонная плита крепится широким стальным фланцем .

B. На основе нагрузок и опор

5. Балка с простой опорой

• Просто опертая балка является одним из важных и простых типов балки. Как следует из названия , поддерживается на обоих концах, на одном конце закреплен , а на другом закреплен или используются ролики .
• Эта балка обычно испытывает как изгиб, так и сдвиг и иногда поступательный момент только при ролик конец б/у .
• В соответствии с типом , таким как UDL (равномерно распределенная нагрузка), UVL (равномерно изменяющаяся нагрузка), сосредоточенная нагрузка и т. д., балка изгибается и сдвигается , подвержена изменению.

6. Фиксированная балка

Это типы балок , в которых оба конца зафиксированы , а вращательное движение ограничено . Кроме того, тип балки , которая не имеет свободы вращения на концах, представляет собой фиксированную балку .

Торцевые соединения балок снабжены усилителями для ограничения поворота концов или наклона.

В реальности , все высотные здания сделаны из неподвижных балок но единственный способ закрепить их выглядит иначе .

110 этажей высокого здания Всемирного торгового центра можно считать фиксированной балкой. Это может быть не видно четко из-за наличия промежуточных колонн и балок.

Подробнее: Top 15 Civil Engineering Software

7. Нависающая балка

Нависающая балка аналогична , но на одном конце0060 или расширен с поддержки до некоторого расстояния .

Как правило, каждый конец балки поддерживается колонной. В случае нависающей балки один конец балки поддерживается колонной , а другой конец нависает без опоры .

Нависающие балки обычно используются для изготовления штор или балконов, могут варьироваться от 40–120 см в общежитиях зданий .

8. Двойная выступающая балка

Как следует из названия , это двойная выступающая часть на обоих концах балки . Короче говоря, эти типов балок будут иметь выступающие части как на опоре , так и на опоре .

Роликовая опора т и крутящий момент на обоих концах балки

9. Неразрезная балка м

Балка , имеющая более двух или более опор , называется сплошной балкой . Это похоже на просто опорную балку .

Балка называется сплошной балкой , если она просто поддерживается с обоих концов промежуточной опорой.

Эти типы балок имеют более одного пролета . Непрерывный пучок наиболее обычно используется в строительстве мостов . Балка этого типа имеет более двух опор по своей длине .

Преимущества

• Имеет меньший максимальный прогиб, чем просто опорная балка .
• С неразрезной балкой мы можем использовать пролет или расстояние по сравнению с свободно опертыми балками .
• Имеет меньший максимум положительный изгибающий момент , чем свободно опертая балка .

10. Консольная балка

Консольная балка может быть определена как балка, которая закреплена на одном конце и свободна на другом конце. Другими словами, Луч зафиксирован на одном конце, а другой конец расширен за пределы и свободно висит в воздухе.

В этих типах балок нагрузка, приходящаяся на нее передает на опору, где он может управлять моментом силы и напряжением сдвига .

Свободный конец консольной балки способен двигаться при приложении нагрузки но поворота или перемещения на конце фиксированном конце (конец в бетоне) не произойдет.

в основном используется на стоянках автомобилей, строительство мостов , башен и т. д.

Подробнее: 14 типов кирпичей и их преимущества

11. Труссная луч

Трюк

, когда луча усиливается с помощью TRUSSED. Эти типы балок используются в основном для изготовления навесов для мастерских и складских навесов , где требуется для длинного пролета и открытого пространства .

C. На основе формы поперечного сечения

12. Прямоугольная балка

Прямоугольная балка имеет прямоугольную форму в поперечном сечении. Эти типы балок обычно испытывают растяжение внизу и сжатие вверху.

Таким образом, в нижней части балки предусмотрено больше арматуры по сравнению с верхней частью балки .

Прямоугольные балки являются наиболее распространенными типами балок, используемых в строительстве зданий от строительства небольших домов до высотных зданий строительства.

13.  I – Балка

I – Балка

• I – Балка является простым средством балка имеет форму буквы «I». Также , это элемент конструкции в форме буквы «I», означает центральную стенку с поперечиной вверху и внизу .
• I – Балка может быть изготовлена ​​из стали , бетона или стекловолокна . Двутавровая балка обычно используется в строительстве производственных заводов , многоэтажных зданий и т. д.

14. форма сечения , такая как буква «Т», которая называется Тавровая балка . Эта балка обычно отливается монолитно с плитой.

 В результате плита действует как часть составной части балки и изгибается в продольном направлении балки. Часть плиты называется полкой для тавровой балки . Часть балки под фланцем называется стенкой .

Тавровая балка позволяет выбрать больший пролет по сравнению с прямоугольным пролетом, потому что прогиб луча значительно уменьшен .

Подробнее: Стандартная высота окна от уровня пола

15. C — Балка

16. L – Балка

L – Балка , которая предоставляется на углу или вокруг периметра плиты называется L-Be ам.

L – Балка

Кроме того, мы можем определить концевые балки , которые имеют плиты только с одной стороны, называемые L-балкой. Как правило, эти балки отлиты монолитно с плитой и , следовательно, действуют как L-образная балка, а не простые прямоугольные балки .

Эти типы балок обычно находятся на углы зданий, на которых крыша/плита не выступает из балки, углы вокруг лестницы, лифтовые проемы и т. д.

17. Статически определяемая балка.0059 статически определимая балка .

Также можно сказать, что в статически определимых балках числа неизвестных сил равны числу из уравнений .

Статически определимые конструкции наиболее часто используются в мостах , в основном из-за того, что изменения температуры могут вызывать большие напряжения в мосте.

18. Балка статически неопределимая

Если силы , приложенные к балке, могут быть разрешены или найдены с помощью применения уравнений статического равновесия, то такая балка называется статически неопределимой балкой.

В типах балки, количество неизвестных превышает количество уравнений , тогда конструкция статически неопределима .

Когда мы предоставим дополнительную поддержку структура чем требуется для статической устойчивости , это делает структуру неопределенной .

Преимущества

• Напряжения, создаваемые в неопределенной конструкции, обычно на ниже, чем в определенной конструкции.
• Прогиб балки на меньше по сравнению с определенной балкой из-за большей жесткости .
• Статически неопределимая балка имеет возможность перераспределять нагрузки. В случае какая-либо часть или опорная конструкция выйдет из строя, вся конструкция не обязательно разрушится , и нагрузки будут перераспределены на соседние части конструкции .

E. На основе геометрии

19. Прямая балка

Прямая балка – это те, которые имеют прямой профиль по длине . Большинство зданий выполнены с прямой балкой .

20. Изогнутая балка

Изогнутая балка

Балка, имеющая изогнутую форму или профиль, называется изогнутой балкой . Обычно это , используемый в случае круглой или изогнутой строительной конструкции .

21. Коническая балка

Это тип балки с конической формой .

F. На основе методов строительства

22.

Балка из монолитного бетона

Это балка , которая заливается на месте и затвердевает . Для отливки балки, опалубка закрепляется в определенного размера , и в формы заливается свежий бетон , уплотнение производится с помощью различное вибрационное оборудование .

23.

Сборная железобетонная балка

Сборная бетонная балка

условия предусмотрены для отливок для обеспечения максимальной прочности балки.

Они литые на заводах и вылечить очень контролируемым образом с проверкой высокого качества . Эти сборные балки затем транспортируются в конструкцию для использования.

24.

Предварительно напряженная бетонная балка

Как следует из названия , они подвергаются предварительному напряжению перед заливкой балки. Бетон Балочная опалубка устанавливается с натяжной проволокой и гидравлическими домкратами используется для сделать предварительное натяжение перед заливкой .

Предварительно напряженная бетонная балка

Непосредственно перед бетонированием в балке натягивается проволока в соответствии с требованием с помощью гидравлического домкрата . После этого в него заливается бетон и затвердевает . Эта литая балка называется и предварительно напряженная бетонная балка .

Поскольку мы знаем, что бетон прочен при сжатии , но слабое напряжение. Существует константа , позволяющая уменьшить силу натяжения на бетонных элементах .

Следовательно, бетонная балка предварительно напряжена так, что она останется при сжатии больше, чем при растяжении .

25.

Перемычка Bea м

Перемычка

Перемычка балки обычно при условии в верхней части двери, окна и вентиляционная рама . Основная функция заключается в ограничении нагрузки , которая может воздействовать на дверную и оконную раму .

Он распределяет нагрузку от верхней части к боковой стенке , на которой он поддерживается . Балка перемычки является одним из основных компонентов балки .

Часто задаваемые вопросы:

Что такое балка?

А Балка i s горизонтальный конструктивный элемент , который проходит горизонтально , чтобы выдерживать вертикальную нагрузку , отрывающуюся от здания рамы . Балка принимает нагрузку и , распределяет ее по концам и передает ее на колонны , стены и стойки с обеих сторон балки. он выдерживает только боковых нагрузок на оси балки .

Какие бывают лучи?

1.