Основные виды балок

Алан-э-Дейл       20.10.2022 г.

Виды балок перекрытия – преимущества и недостатки

Деревянные балки

Их чаще всего выбирают в качестве перекрытий в домах из дерева, бруса, в кирпичных домах и домах, построенных из газосиликатных блоков для мансардных перекрытий, а также в случаях, если хотят сэкономить на материалах, либо если мощность фундамента не рассчитана на тяжелые перекрытия между этажами, а также при нестабильных грунтах на участке.

Основной материал, используемый для балок подобной вариации – древесина лиственной и хвойной породы, тщательно просушенная и прошедшая специальную обработку, что позволяет улучшить её эксплуатационные и технические параметры. Подобное балочное перекрытие включает в себя непосредственно сами балки, утеплитель, накат и пол.

Преимущества:

  • удобство и простота монтажа;
  • приемлемая стоимость;
  • незначительный вес изделия.

Недостатки:

  • высокий уровень огнеопасности;
  • подверженность поражению жуком-короедом;
  • возможное гниение конструкции с течением времени;
  • конструкция перекрытия по деревянным балкам применяется только до четвертого этажа.

С целью упрощения расчета деревянной балки и выбора для нее сечений и шага мы приводим таблицу, которая поможет определиться с предварительным выбором сечений для однопролетных деревянных балок. Вам остается только собрать нормативные нагрузки:

При монтаже деревянные балки перекрытия укладываются на поперечные опоры, которыми может служить дополнительный брус, либо армопояс, залитый по периметру кладки стены. Поперечные опоры служат для равномерного распределения нагрузки на стены, и далее на фундамент дома. Части балок, укладываемые на стены, оборачиваются гидроизоляционным материалом. Обычно используют рубероид, при этом торцы не изолируют, что позволяет балке «дышать».

Самое главное при выборе материала для перекрытий по деревянным балкам — внимательно подбирать качественную древесину без трещин, повреждений, хорошо высушенную, с пропиткой от возгорания и гнили, а также с подходящим для постройки расчетным сечением балок.

В частном строительстве частая практика — использование монолитных бетонных перекрытий, либо других видов наиболее прочных перекрытий на нижних этажах постройки, и одновременное использование балочных перекрытий на более высоких этажах — например, мансарде. Делается это с целью облегчения общих нагрузок на фундамент.

Стальные балки

Металлические балки перекрытия выполнены из высокопрочного стального сплава по технологии горячего или холодного катания. Конструктивно представлены в виде двутавра, швеллера или уголка, при этом двутавровые балки имеют наибольшую востребованность и популярность. Укладка возможна, как «плашмя», так и на ребро.

Преимущества:

  • допустимы пролеты большей длины, нежели при использовании балок из дерева;
  • стойкость к воздействиям биологического характера и гниению;
  • огнеустойчивость.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • возможно образование коррозии;
  • низкие звуко- и теплоизоляционные параметры;
  • для монтажа требуется специальная техника.

Железобетонные балки

Железобетонные балки перекрытия – оптимальный вариант для крупномасштабного строительства, способный выдержать даже существенные внешние нагрузки при большой длине обустраиваемого пролёта. Нагрузочные параметры представлены на очень высоком уровне.

Преимущества:

  • отсутствие прогибов;
  • повышенная несущая способность;
  • формирование длинных пролётов с различными формами.

Недостатки:

  • сложность монтажа;
  • потребность задействования специализированной техники.

Комбинированные балки

Комбинированная балка выполнена на основе сразу нескольких материалов, например, дерева и ОСП. Их использование распространено в частном строительстве при создании каркасных домов. Изделия могут иметь различную форму, но наибольшую распространённость имеет комбинированная двутавровая балка, способная эффективно сопротивляться разного рода внешним нагрузкам, выдерживая даже значительные напряжения.

Преимущества:

  • отличные прочностные данные;
  • стойкость к деформированию;
  • незначительный вес.

Недостатки:

  • высокая цена;
  • неудобство утепления плитным материалом.

Опора на стену меньшей толщины: советы строителей

При создании перекрытия с опорой на стену толщиной до 500 миллиметров (два кирпича) способ заделки должен немного отличаться от предыдущего. В свободное пространство (его глубина не больше 250 миллиметров) помещают деревянный ящик с несколькими стенками. Между задней стеной ниши и ящиком прокладывают просмоленный слой войлока. Стенки тщательно обрабатывают антигорючим составом и смолой.

Внизу углубление следует заделать двумя слоями рубероида либо толем. Боковые стены гнезда необходимо утеплить войлоком. Ящик встраивается в свободное пространство, чтобы он был плотно прижат к войлоку. Брус перекрытия устанавливается на низ короба на длину 15 сантиметров.

Если толщина стены меньше указанной отметки, то особое внимание важно обратить на общую толщину стенки, которая остается после создания свободного отсека. Если она меньше 50 миллиметров, существует риск свободного прохождения холодного воздуха в помещение. При наличии такой проблемы важно продумать дополнительное утепление того участка, на котором происходит опирание балок на балки и стену

При наличии такой проблемы важно продумать дополнительное утепление того участка, на котором происходит опирание балок на балки и стену

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

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

1) по статической схеме:

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

многопролетные (неразрезные)-разумно применять при надежных основаниях;

консольные балки-разгружают пролетные сечения балок.

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

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

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

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

Расчет прочности и жесткости прокатных балок.

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

По нормальным напряжениям

Ry-расчетное сопротивление стали;

x

По касательным напряжениям

Ix-момент инерции; tw-толщина стенки балки; Sx и Ix— статический момент и момент инерции

sy

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

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

Расчет на устойчивость:

Wc-момент сопротивления для сжатого пояса;

Компоновка балочных конструкций, типы балочных клеток.

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

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

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

Какие бывают металлические балки: основные исполнения …

Для производства стальных строительных конструкций необходимо знать, какие бывают металлические балки, и для чего каждый из видов применяется. В продаже представлено немало исполнений, отличающихся, как по стоимости, так и по конструкции, и во всем этом существует множество тонкостей.

Строительство – это ответственная отрасль, напрямую связанная с безопасностью людей, поэтому, здесь нужно точно знать критерии выбора различных технических решений.

Общие сведения

Балкой принято называть горизонтальный элемент несущей части конструкции, имеющий форму бруса и способной противостоять различным видам нагрузки (прежде всего, на изгиб). Металлические исполнения отличаются достаточно большим разнообразием:

  1. Материал – марка стали. Используется, как углеродистый, так и низкоуглеродистый прокат.
  2. Способ изготовления. Одинаковая по марке сталь, но полученная разными методами заметно различается по свойствам.
  3. Форма поперечного сечения. Применяется сортовой прокат: швеллер, тавр, двутавр. Для увеличения прочности их комбинируют или добавляют элементы жесткости.
  4. Область применения.

Отдельно выделяются узкоспециализированные исполнения: например, для колонн, ферм и т.д. Изучая, какие бывают металлические балки, стоит познакомиться и с готовыми вариантами.

Изготовление

Вне зависимости от того, производятся ли металлические балки на собственном производстве или заказываются на других предприятиях, необходимо добиться:

  1. Высокого качества. Излишний запас прочности ведет к необоснованным расходам, поэтому его нужно заменять правильностью проектирования. Материал и размеры изделия должны точно соответствовать заложенным. Любые отклонения могут создавать опасные ситуации.
  2. Соблюдения сборочных размеров. Доработка по месту является дорогим удовольствием, и она негативно сказывается на сроках работы.
  3. Соответствующих условий хранения и транспортировки. Даже незначительные на первый взгляд повреждения могут сказаться, когда балки металлические окажутся под нагрузкой.

При выборе необходимо обращать внимание на вышеперечисленные факторы и только потом смотреть на стоимость. Нередко можно встретить подозрительно дешевую продукцию непонятного происхождения и без наличия сертификатов

Это, конечно, позволяет сэкономить, но предполагает большой риск. Стоит связываться с крупными и хорошо зарекомендовавшими себя организациями-производителями. А ещё лучше, найти надежного подрядчика, который проведет весь комплекс работ по строительству, включая приобретение материала.

Подробнее узнать, какие бывают металлические балки можно на специализированных сайтах, где так же будут расписаны аргументы за и против конкретного применения.

Материалы

Для возведения зданий и сооружений используют двутавровые балки, выполненные из металла, железобетона, дерева. Каждый из материалов имеет свое назначение, преимущества и недостатки в использовании.

  • железобетонные профили применяют при возведении гражданских и крупнопромышленных зданий, металлоконструкций, перекрытий, подвесных путей и опор мостовых сооружений;
  • углеродистая сталь занимает 80% рынка производства двутавров, отличается технологическими и прочностными параметрами;
  • низколегированная прокатная сталь характеризуется устойчивостью к динамическим нагрузкам благодаря содержанию кремния, алюминия и марганца;
  • сталь, для мостостроения, является самым прочным сплавом, который наделен возможностью сопротивления циклическим нагрузкам;
  • алюминиевый сплав применяется, когда необходимо уменьшить вес конструкции, к тому же двутавры из алюминия обладают повышенными коррозийными характеристиками.

Существует не менее популярный вид двутавра, выполненный из дерева. Его применяют для формирования каркаса построек, устройства перекрытий между этажами или стропильной системы, а также возведения балконов и мансард. Профиль состоит из двух брусьев хвойных пород и плит ОСБ между ними. Конструкция не деформируется при большой нагрузке, имеет гладкую поверхность и не требует специальной техники для монтажа.

Горячекатаные и сварные балки

По способу производства металлические двутавры бывают горячекатаные и сварные.

Горячекатаные двутавры изготавливают путем прокатки при высоких температурах на специальном прокатном стане. Профиль формируется из раскаленной болванки из стали, в результате чего получается монолитная балка без швов. Процесс производства отличается простотой. При этом горячекатаный двутавр отличается надежностью и прочностью.

Плюсы горячекатаных балок:

  • монолитность изделия благодаря отсутствию швов;
  • наличие типоразмеров, что упрощает расчет конструкции;
  • стандартные двутавры всегда доступны на оптовых складах.

Недостатки двутавровых профилей:

  • утолщенные стенки приводят к увеличению веса балки и конструкции в целом;
  • наличие окалины на поверхности после процесса прокатки;
  • ограниченность в размерах, так как на российском рынке представлены двутавры шириной не более 40 см и длиной — 12 м;
  • производство осуществляется только на крупных предприятиях, что значительно увеличивает стоимость транспортировки в небольшие населенные пункты.

Помимо горячекатаных изделий производят сварные двутавровые балки. Они довольно широко используются при возведении жилых и общественных зданий, а также промышленных объектов. Процесс изготовления представляет собой соединение металлических полос при помощи сварки. Сварной двутавр переносит большие нагрузки, при этом практически не подвержен скручиванию.

Для обеспечения максимальной прочности сварку производят с обеих сторон балки. Для сварочного шва используются заходные и выходные планки. При этом строго следят за перпендикулярным расположением деталей и плотностью прилегания. Достоинствами сварного двутавра являются:

  • производство изделий с учетом ширины полки, дополнительных ребер жесткости и перфорации;
  • изготовление профилей с составом из разных марок стали;
  • ускоренный срок производства и доставки;
  • небольшой вес, что значительно уменьшает количество средств, затраченных на возведение фундамента и стен.

Из недостатков сварных изделий можно назвать наличие швов после сварки, что в некоторой степени понижает прочность конструкции. Для укрепления балки приваривают дополнительные ребра жесткости в виде пластин. Использование металлических пластин приводит к лишним затратам и удорожанию проекта.

Подвижная нагрузка

Если
в данном сечении сооружения от подвижной
системы грузов возникает наибольшее
значение усилия J
,
то положение нагрузки является невыгодным.
При невыгодном положении нагрузки один
из грузов обязательно находится над
вершиной линии влияния и называется
критическим.

Определение
усилий по линиям влияния в случае
действия подвижной системы сосредоточенных
грузов заключается в отыскании
критического груза и производится в
следующем порядке:

один
из грузов устанавливается над одной
из вершин линии влияния, при этом
наибольший груз следует устанавливать
над наибольшими ординатами линии
влияния;

критический
груз определяют методом попыток,
проверяя, удовлетворяется ли критерий
опасного положения нагрузки.

БАЛКА

1) размытая водой поверхность земли в виде ложбины. Б. имеет довольно широкое дно и пологие склоны, покрытые растительностью и в верхней части часто вспахиваемые. Б. часто встречается в степных р-нах, где она используется для сбора весенних талых, ливневых и дождевых вод.- 2) Бревно, брус (деревянный или железный), опирающийся на две или несколько опор и служащий для перекрытия над проемами (окон, дверей) или пролетами между стен. Б. со свешивающимся концом называется консолью.

Сельскохозяйственный словарь-справочник. — Москва — Ленинград: Государстенное издательство колхозной и совхозной литературы «Сельхозгиз»
.
Главный редактор: А. И. Гайстер
.
1934
.

Синонимы

Смотреть что такое «БАЛКА» в других словарях:

Балка
— – элемент плоского перекрытия; горизонтальная несущая конструкция зданий и сооружений: имеющая призматическую форму; опирающаяся в двух или более точках; применяемая для перекрытия помещений. [Терминологический словарь по строительству на… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

— (нем. Balken бревно, перекладина). 1) четыреугольное бревно, к которому прикрепляется пол или потолок. 2) узкая глубокая лощина, на дне которой находится вода. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БАЛКА… … Словарь иностранных слов русского языка

См. дерево… Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. балка бревно, дерево, брус, перекладина; бимс, кильсон, яруга, озда, переводина, суходол, двутавр, дол, консоль, прогон,… … Словарь синонимов

Толковый словарь Ушакова

1. БАЛКА1, балки, жен. (нем. Balken). 1. Четырехгранное бревно. 2. Горизонтальный брус, служащий связью между стенами (тех.). Поперечная балка. Деревянная, железная балка. 2. БАЛКА2, балки, жен. (обл.). Длинный овраг, лощина (в южной степной… … Толковый словарь Ушакова

БАЛКА. Слово балка (немецк. Balke, голландск. Balk, вост. фризландск. Balke и Balk, древне фризландск. Balk) проникло в русский язык через Псков и Новгород. В Псковском и Новгородском языке оно было известно в XIV XV вв. (ср. в 1 Псковской… … История слов

Балка
— – горизонтальная несущая конструкция зданий и сооружений, имеющая опору в двух или более точках. Балка, перекрывающая один пролет и имеющая две опоры, называется разрезной. Балка, перекрывающая несколько пролетов и имеющая несколько опор,… … Словарь строителя

Балка
— БАЛКА, терминъ, примѣняемый въ морскомъ дѣлѣ и кораблестроеніи, представляетъ желѣзный брусъ или простѣйшаго вида кранъ, служащій для подъема на бортъ корабля тѣхъ предметовъ, названіе которыхъ обыкновенно ставится впереди этого слова. Т., напр … Военная энциклопедия

Балкар, а; р. мн. балкар … Русское словесное ударение

Толковый словарь Даля

Жен., нем. брус, переводина, матица, бревно, положенное концами на две стены, на столбы, на стулья под домом или для настилки наката, пола, для подшивки потолка. | арх. кем. тресковая печень. Вари уху по балкам, на тресковой печени. Балчина жен … Толковый словарь Даля

В каких элементах конструкции применяется?

Такие металлические изделия с каждым днем открывают новую сферу использования. Спрос на них побудит производителей совершенствовать процесс создания балок. Сегодня они используются не только в многоэтажном, но и в частном строительстве.

Двутавровые конструкции хорошо переносят сопротивление на изгиб. Их целесообразно включать в конструкции несущих элементов:

  • Колонн.
  • Элементов перекрытия.
  • Подвесных путей.
  • Конструкции рам вагонов, автомобилей и специальной техники.
  • Каркаса шахт и тоннелей.

В конструкциях средненагруженных ферм используется широкополочный двутавр. Для того чтобы снизить себестоимость постройки без уменьшения прочности сооружения необходим точный расчет и выбор балок. Доверить такую процедуру необходимо профильным архитектурным или конструкторским фирмам. Специалисты этих бюро проведут расчет согласно:

  • Нормативной нагрузке (используется соответствующий ГОСТ).
  • Количества элементов, использующихся в одной балке.
  • Усредненное значение сопротивления (согласно марке стали).

При использовании перекрытий из балок такого профиля в качестве опоры служат железобетонные, металлические или кирпичные колонны и стены. Монтаж опалубки и возведение опор производится с использованием измерительного оборудования. Двутавры монтируются на опоры так, чтобы они заходили на опору минимум на 20 см.

При необходимости стыковки элементов используется требование СП 16.13330.2011. В нем прописывается три способа такой процедуры:

  • Сваркой встык заранее профрезерованных торцов.
  • Накладок на болтовых или сварки.
  • Фланцев и болтов.

Двутавровая балка соединяется с колонной болтами. Установка производится с помощью временных соединений, которые затем заменяются основными. После установки такой балки ее необходимо защитить от коррозии. Для этого используются специальные лакокрасочные составы. Пока основное крепление не будет установлено, эксплуатировать балку запрещено. Конструкции с использованием таких элементов отличаются высокой надежностью и долговечностью.

Нормальные двутавры (без уклона внутренних граней полок)

Обозначение профиля

Размеры профиля

Площадь сечения, F , кв.см

Масса 1м,  кг/м

h

b

s

t

R

мм

20Б1

200

100

5,5

8

11

27,16

21,3

25Б1

248

124

5

8

12

32,68

25,7

25Б2

250

125

6

9

12

37,66

29,6

30Б1

298

149

5,5

8

13

40,8

32

30Б2

300

150

6,5

9

13

46,78

36,7

35Б1

346

174

6

9

14

52,68

41,4

35Б2

350

175

7

11

14

63,14

49,6

40Б1

396

199

7

11

16

72,16

56,6

40Б2

400

200

8

13

16

84,12

66

45Б1

446

199

8

12

18

84,3

66,2

45Б2

450

200

9

14

18

96,76

76

50Б1

492

199

8,8

12

20

92,38

72,5

50Б2

496

199

9

14

20

101,27

79,5

50Б3

500

200

10

16

20

114,23

89,7

55Б1

543

220

9,5

13,5

24

113,36

89

55Б2

547

220

10

15,5

24

124,75

97,9

60Б1

596

199

10

15

22

120,45

94,6

60Б2

600

200

11

17

22

134,41

105,5

широкополочные двутавры

20Ш1

194

150

6

9

13

39,01

30,6

25Ш1

244

175

7

11

16

56,24

44,1

30Ш1

294

200

8

12

18

72,38

56,8

30Ш2

300

201

9

15

18

87,38

68,6

35Ш1

334

249

8

11

20

83,17

65,3

35Ш2

340

250

9

14

20

101,51

79,7

40Ш1

383

299

9,5

12,5

22

112,91

88,6

40Ш2

390

300

10

16

22

135,95

106,7

45Ш1

440

300

11

18

24

157,38

123,5

50Ш1

482

300

11

15

26

145,52

114,2

50Ш2

487

300

14,5

17,5

26

176,34

138,4

50Ш3

493

300

15,5

20,5

26

198,86

156,1

50Ш4

499

300

16,5

23,5

26

221,38

173,8

колонные двутавры

Обозначение профиля

Размеры профиля

Площадь сечения, F , кв.см

Масса 1м,  кг/м

h

b

s

t

R

мм

20К1

196

199

6,5

10

13

52,69

41,4

20К2

200

200

8

12

12

63,53

49,9

25К1

246

249

8

12

16

79,72

62,6

25К2

250

250

9

14

16

92,18

72,4

25К3

253

251

10

15,5

16

102,21

80,2

30К1

298

299

9

14

18

110,8

87

30К2

300

300

10

15

18

119,78

94

30К3

300

305

15

15

18

134,78

105,8

30К4

304

301

11

17

18

134,82

105,8

35К1

342

348

10

15

20

139,03

109,1

35К2

350

350

12

19

20

173,87

136,5

40К1

394

398

11

18

22

186,81

146,6

40К2

400

400

13

21

22

218,69

171,7

40К3

406

403

16

24

22

254,87

200,1

40К4

414

405

18

28

22

295,39

231,9

40К5

429

400

23

35,5

22

370,49

290,8

ДВУТАВРЫ С УКЛОНОМ ВНУТРЕННИХ ГРАНЕЙ ПОЛОК

Обозначение профиля

Размеры профиля

Площадь сечения, F , кв.см

Масса 1м,  кг/м

h

b

s

t

R

мм

ГОСТ 19425-74

24М

240

110

8,2

14

10,5

48,7

38,3

30М

300

130

9

15

12

64

50,2

36М

360

130

9,5

16

14

73,8

57,9

45М

450

150

10,5

18

16

98,8

77,6

ГОСТ 8239-89

60

600

190

12

17,8

20

138

108

Основные преимущества сварных балок

К основным преимуществам сварных балок можно отнести следующее:

  1. Снижение веса готовой конструкции. Сварная балка способна уменьшить вес возводимой конструкции не менее чем на десять процентов, это достигается за счет сбалансированного подбора сечения.
  2. Повышает устойчивость конструкции. Балка выдерживает огромное напряжение, она с легкостью выдержит постоянное давление, сохранит свои характеристики на много лет.
  3. Позволяет создавать неординарные конструкции. С помощью сварной балки можно воплощать в реальность самые необычные дизайнерские проекты. Архитектурные строения будут выглядеть красиво и оригинально.
  4. Отсутствие строительных отходов. Она изготавливается на заводе сразу необходимой длины, поэтому исключается образование обрезков и прочих отходов с этого строительного материала.
  5. Высокая прочность. Каждое изделие проверяется на заводе ультразвуком. Если сварной шов выдержал такую нагрузку, то балка обладает высокой прочностью и готова к реализации.
  6. Экономичность. Сварные балки обладают относительно невысокой стоимостью, что позволяет значительно сэкономить на строительстве объекта, при этом не потеряв в качестве.

Постоянное совершенствование сварных технологий порождает новые высокопрочные строительные материалы, позволяющие значительно ускорить возведение конструкций любой сложности и придать им невероятную устойчивость к различным негативным факторам окружающей среды.

Сварная балка, которая изготавливается современными производителями, обладает всеми необходимыми характеристиками, соответствует международным стандартам качества и рациональна в использовании. Все крупные строительные компании с удовольствием используют этот материал при возведении разных объектов.

Применение двутаврового металлопроката ↑

Интенсивное развитие строительной промышленности вызвало необходимость совершенствования и рационализации способов изготовления металлических двутавровых балок, благодаря чему сфера их применения заметно расширилась. Сегодня двутавр используется как в малоэтажном частном строительстве, так и в крупных проектах коммерческой и промышленной направленности, а также в тяжелом машиностроении.

Двутавр в виде кровельной фермы ангара

В ходе теоретических и экспериментальных исследований было доказано, что двутавровые балки оптимально воспринимают нагрузки на изгиб, следовательно, их целесообразно использовать в виде несущих элементов:

  • металлических балок перекрытия зданий;
  • колонных металлоконструкций;
  • мостовых сооружений;
  • подвесных путей;
  • рамных конструкций вагонов, автомобилей, экскаваторов и пр.;
  • арматурного каркаса стен шахт.

Широкополочный двутавр допустимо использовать для балок, колонн и стержней средненагруженных ферм, тогда как колонный ставится только при больших пролетах и существенных нагрузках (на фото – двутавровая балка колонного типа).

Колонный двутавр

Чтобы минимизировать отходы, облегчить конструкцию, тем самым снизив трудовые и материальные расходы без ущерба для прочности здания, необходим профессиональный расчет двутавровых балок. Такую услугу предоставляют архитектурные и конструкторские бюро или строительные фирмы.

В несложных случаях калькуляцию можно провести самостоятельно, однако рекомендуется проверить ее результаты у специалиста.

Исходными данными для решения задачи по выбору профиля согласно несущей способности служат несколько показателей:

  • расстояние между внутренними гранями более коротких стен (длина пролета);
  • нормативная и расчетная нагрузка (нормативные данные берутся из таблиц соответствующего ГОСТа, а расчетные определяются путем их умножения на шаг балки (от 0,8 до 1,2 м));
  • количество двутавров, соединенных в одной балке (в том случае, если она составная), и их ориентация относительно нагрузки;
  • расчетное сопротивление (параметр, зависящий от марки стали, обычно берется усредненное значение Ry=210 Мпа).

Вычислив требуемый момент осевого сопротивления, можно точно определить номер двутавра (это также делается по таблицам).

Вне зависимости от того, ведется ли строительство нового здания либо реконструируется старое, монтаж перекрытия должен вестись по чертежу поверхности, дающему подробное представление о будущей конструкции. Запрещено увеличивать шаг между двутаврами на расстояние более расчетного, так как экономия на этом этапе чревата негативными последствиями.

Преимущества перекрытий из двутавра

Опорами для двутавра служат металлические, железобетонные либо кирпичные колонны и несущие стены. При установке обязательно надо использовать строительный уровень – это поможет избежать проблем при монтаже опалубки

Также важно обеспечить достаточную площадь опор – для этого балки должны заходить на стену более чем на 20 см

На опорных поверхностях требуется закрепить фанерный лист расчетной толщины для опалубки под заливку монолитной бетонной плиты. Необходимо, чтобы ее толщина составляла не менее 1/35 шагового расстояния. После установки поддерживающей системы (ее обычно изготавливают из металлических распорок или деревянных балок по 1–2 шт. на кв

м.) важно проверить прочность балочного перекрытия собственным весом, стараясь выявить малейшие колебания поверхности

Согласно ему стыковку допускается производить одним из трех способов:

  • сваркой встык фрезерованных торцов;
  • на накладках со сварными или сварными соединениями;
  • с помощью фланцев, воспринимающих растягивающее усилие болтами, тогда как сжимающее – через прижатие фланцевых поверхностей.

Варианты выполнения монтажных стыков

Узел крепления двутавра с колонной с помощью накладок и болтового соединения

Следует помнить, что металлические балки подвержены коррозии, поэтому их требуется защищать лакокрасочными покрытиями.

Исходные данные для расчетов

Для каркаса потолочных перекрытий малогабаритных частных домов обычно используется двутавр 10 – 20 номеров. Характеристики этих профилей приводятся в ГОСТ 8239-72 – их линейные размеры, площади сечения, максимальные моменты сопротивления по вертикали Wy и минимальные моменты инерции Jy.

Необходимо знать тип плит, которые будут опираться на балочный каркас, а также размеры несущего периметра дома. Можно применить пустотные железобетонные плиты ПК-12-10-8 (1180 х 990 мм, масса 380 кг), а размеры дома взять 4,5 х 6 м. Балки укладываются вдоль короткой стены; шаг укладки при таком размере плит равен 1000 мм (стыки плит совпадают с продольными осями балок, при минимальном зазоре 1 см). Это потребуется для расчета распределенной нагрузки, и исходя из нее – линейной нагрузки на балку, вес самой балки по сравнению с распределенной нагрузкой мал, и при вычислении линейной нагрузки им можно пренебречь.

Распределенная нагрузка при таком типе плит будет равна 325 кгс / м2. К этому надо добавить нагрузку возможных перегородок на верхней стороне перекрытия (75 кгс / м2) и возможную временную нагрузку (200 кгс / м2). В итоге нагрузка, распределенная по площади:

Q = 325 + 75 + 200 = 600 кгс / м2,

а линейная нагрузка

q = Q * p = 600 кгс / м = 6 кгс / см.

Эта величина используется в дальнейших расчетах.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.