Что называют балкой. Балка и ее виды. Флювиальный рельеф

Ба́лка - это конструктивный элемент, представляющий собой горизонтальный или наклонный брус , работающий преимущественно на изгиб . На практике, как правило, горизонтально расположенная балка воспринимает вертикальную поперечную весовую нагрузку, но в отдельных случаях необходимо учитывать влияние и вероятных горизонтальных поперечных сил (например, ветровую нагрузку или при учёте возможного землетрясения ). Нагруженная балка, в свою очередь, воздействует на опоры, которыми могут являтьсяколонны , подвесы , стены или другие балки (перекладины). Затем нагрузка передаётся далее и в итоге, в большинстве случаев, воспринимается конструктивными элементами, работающими насжатие - опорами . Отдельно можно выделить случай ферменной конструкции , в которой стрежни покоятся на горизонтальной балке.Прочностные качества балки зависят от нескольких её характеристик:

площадь и форма её поперечного сечения;

длина балки;

материал балки;

способ её закрепления.

В современных сооружениях используются, как правило, стальные , железобетонные или деревянные балки. Одним из самых распространённых типов поперечного сечения стальной балки является двутавровое сечение. Двутавровые балки используют при возведении каркасов зданий и мостов. Также применяют тавровые балки , швеллеры , балки с полым профилем (в частности,трубы ), балки с угловым профилем сечения. Балка может быть:

26. Определения расчетных усилий в балках методом линии влияния. Суть метода.

По линиям влияния можно определить усилие в данном сечении от любой подвижной и постоянной нагрузок.

Неподвижная нагрузка

Усилие в данном сечении определяется по линиям влияния от постоянной нагрузки в соответствии с рис. 2.5 по формуле:

где J – усилие в данном сечении; F i – сосредоточенный груз; Y i – ордината линии влияния под грузом; q i – интенсивность распределённой нагрузки; – площадь ЛВ искомого усилия в пределах загружения; M i – сосредоточенный момент; – тангенс угла наклона ЛВ в точке приложения момента.

Рис. 2.5. Определение усилий по ЛВ от постоянной нагрузки

Правило знаков

За положительное направление внешней нагрузки принимается:

направление F и q сверху вниз;

направление М по ходу часовой стрелки;

Знаки ,, берутся с линий влияния со своим знаком.

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.

Современные металлокомбинаты производят большое количество металлопроката для укрепления объектов строительства. Эта продукция имеет разное назначение, в зависимости от размеров и прочности. Наиболее прочным типом металлопроката является балка двутавровая. Ее используют при строительстве очень массивных сооружений, так как балка легко справляется с большими нагрузками.

Особенности и назначение

Двутавровая балка — это металлическое изделие с сечением в форме буквы «Н». Оно состоит из двух полок и соединяющей их стенки. Название данного металлопроката произошло от латинского слова «taurus». В переводе на русский taurus означает «бык». То есть, в дословном переводе эта разновидность металлопроката называется двурогой балкой.

Для изготовления данной продукции используют сталь. Как правило, это низколегированная или углеродистая сталь, в зависимости от назначения будущего изделия. Этот металлопрокат производится горячекатаным методом.
Балка двутавровая используется в промышленном и гражданском строительстве. С ее помощью армируют:

Кровли разной степени сложности.
Межэтажные перекрытия в многоквартирных домах.
Колонны сложных архитектурных объектов.
Стальные фермы для гражданских и промышленных зданий.
Стволы шахт.
Железнодорожные вагоны.
Мосты и другие объекты, возводимые на прочном стальном каркасе.

Также с помощью этой балки создают надежные крановые эстакады, мачты и монорельсовые дороги.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом данного металлопроката является его прочность и надежность. Эти характеристики связаны с формой сечения изделия. Ведь сечение в виде буквы «Н» значительно повышает жесткость продукции. Если сравнивать двутавровую балку с обычной, имеющей квадратную форму в разрезе, то первая будет намного прочнее и жестче. Показатель прочности у такой продукции даже превышает аналогичную характеристику у швеллера.

Высокие прочностные характеристики связаны с распределением механической нагрузки на металлическую конструкцию. При сечении в виде буквы «Н» нагрузка равномерно распределяется на всю балку, а не концентрируется в определенных точках. Поэтому при использовании данного металлопроката исключается риск быстрого износа и разрушения стального каркаса. Следовательно, балку двутавровую можно задействовать в строительстве очень массивных объектов, подверженных огромным нагрузкам. Главное — правильно подобрать размеры продукции.

Кроме прочностных характеристик, стоит рассмотреть и другие преимущества использования этого металлопроката. Самые важные из них:

Экономичность. Ввиду своей жесткости, двутавровая балка надежно армирует крупные объекты, не требуя использования вспомогательной арматуры. Если бы вы выбрали армирующий профиль другого типа, вам бы пришлось купить его в большем количестве, чтобы обеспечить устойчивость конструкции к разрушениям. В случае с двутавром в этом нет необходимости. Следовательно, вы сможете сэкономить на металлопрокате.
Малый вес. Сечение в форме буквы «Н» значительно снижает массу данного металлопроката. При этом его прочностные характеристики заметно возрастают, в сравнении с теми же характеристиками у более жесткой квадратной продукции.
Устойчивость к изгибу и сжатию. Благодаря этим преимуществам, двутавр хорошо переносит колебания и может использоваться при строительстве тяжелых мостов.
Возможность монтажа с помощью сварки. Сваривание элементов стальной конструкции ощутимо повышает скорость работ и сокращает сроки сдачи объекта.
Постоянство геометрических характеристик. Так как жесткость двутавра обусловлена его формой, любые изменения в ней привели бы к снижению прочности каркаса и разрушению постройки. Это исключено при использовании данного металлопроката. Ведь он не деформируется даже при слишком высоких нагрузках.
Легкость и экономичность перевозки. Для транспортировки более массивного металлопроката вам бы пришлось арендовать несколько транспортных средств. В случае с данной продукцией можно сократить количество транспорта. Ведь специфическая форма двутавра способствует компактной укладке, а его малый вес позволяет не беспокоиться о перегрузке.

Как и любой другой металлопрокат, балка двутавровая имеет не только достоинства, но и недостатки. Рассмотрим основные из них:

Плохая устойчивость к огню. Если на вашем объекте возникнет пожар, любое промедление в его тушении пагубно отразится на прочности конструкции. При выходе ситуации из-под контроля постройка даже может разрушиться.
Слабая устойчивость к коррозии. Углеродистая и низколегированная сталь боится ржавчины, поэтому данные материалы должны проходить обработку защитными веществами. И даже после правильной обработки балку не рекомендуется использовать в условиях сильной влажности (например, для сооружения подводных опор мостов).
Невозможность применения на слишком больших пролетах. При отсутствии дополнительных опор несущие способности двутавра заметно снижаются. Вам нужно уделить максимум внимания этой особенности металлопроката при разработке проекта.
Очень низкая устойчивость к скручиванию. Данный недостаток наблюдается у всех изделий с открытым сечением. Например, он есть у швеллера и уголка. Устойчивость балки к скручиванию примерно в 400 раз ниже, чем этот же показатель у круглой трубы с такой же площадью сечения. Если каркас вашего будущего объекта будет подвергаться скручиванию, лучше выбрать для армирования другой тип металлопроката.

Разновидности

Балка двутавровая бывает разного назначения. В зависимости от области применения, она имеет определенные характеристики. Например, этот металлопрокат выпускается с параллельными или наклонными полками. В первом случае речь идет об обычном металлопрокате, а во втором — о специальном. Изделия с параллельными полками имеют маркировку «У», «Ш», «Д» или «К». Она обозначает:

«У» — изделие с узкими полками.
«Ш» — металлопрокат с широкими полками, выдерживающими большие нагрузки.
«Д» — двутавр со средними полками.
«К» — продукция, предназначенная для сооружения колонн. Эти балки имеют большой вес и характеризуются самой высокой степенью прочности.

Двутавр с наклонными полками тоже бывает разного назначения, в зависимости от угла наклона и площади сечения. Он маркируется буквами «М» или «С». Продукция с маркировкой «М» предназначена для сооружения подвесных путей. Угол наклона ее внутренних граней не должен превышать 12 %. Балки с маркировкой «С» используют для укрепления стволов шахт. У этих двутавров угол наклона внутренних граней может достигать 16%. Коэффициенты 12% и 16% — это максимальные показатели для угла данной продукции. Их нельзя превышать в процессе изготовления металлопроката.

Кроме ширины полок и угла их наклона, балка двутавровая классифицируется по степени точности. Этот показатель говорит о допустимых отклонениях от размеров во время прокатки (таблица размеров и отклонений размещена в ГОСТ 8239-89). Степень точности отмечается на продукции буквой «В» или «Б». Если на балке указана маркировка «В», значит это изделие с обычной точностью изготовления. Буква «Б» говорит о повышенной точности. Такая продукция подходит для сложных задач, требующих отсутствия даже мельчайших погрешностей. При ее изготовлении очень важно соблюдать допустимые показатели прогиба стенки, притупления наружных кромок и кривизны самого изделия.

В государственном стандарте указаны следующие критерии точности:

Допустимый прогиб стенки — не больше 0,15.
Притупление наружных кромок — не более 2,2 мм (для категории «Б», для обычных балок этот показатель не имеет значения).
Кривизна изделия — не больше 0,2% от его длины.

Точность соблюдения других характеристик (высоты двутавра, а также ширины, толщины и перекоса полки) зависит от категории изделия («В» или «Б») и его размеров. Все эти коэффициенты приведены в таблице в ГОСТ для металлопроката с обычной и повышенной точностью изготовления.

Размеры и вес

При изготовлении балки двутавровой в обязательном порядке учитываются требования ГОСТ 8239-89. В этих требованиях регулируются размеры изделий и просматривается их зависимость друг от друга. Например, в готовой балке взаимосвязаны следующие параметры:

площадь поперечного сечения;
радиусы внутреннего закругления;
толщина полок;
угол наклона внутренних граней;
высота изделия;
толщина стенки;
ширина полки;
радиус закругления полки;
вес изделия.

Величина этих характеристик не подлежит изменениям. Например, балка двутавровая с маркировкой «10» имеет площадь поперечного сечения 12 кв. см. При этом ее остальные характеристики должны равняться:

радиус внутреннего закругления = 7 мм;
толщина полок = 7,2 мм;
высота изделия = 100 мм;
толщина стенки = 4,5 мм;
ширина полки = 55 мм;
радиус закругления полки = 2,5 мм;
вес изделия = 9,46 кг (имеется в виду вес балки длиной 1 метр).

При изготовлении металлопроката данного типа надо соблюдать все перечисленные размеры, так как они взаимосвязаны друг с другом. Если изменится хотя бы одна размерная характеристика (например, увеличится длина стенки или уменьшится ширина полки), прочность балки заметно снизится. Это значит, что металлопрокат нельзя будет использовать в строительных работах, ведь он станет слишком ненадежным. Такая балка сломается при любых физических или сейсмических нагрузках, что приведет к разрушению дома, моста или другого объекта.

По ГОСТ 8239-89 двутавровая балка может иметь площадь сечения от 12 до 138 кв. см (в зависимости от размеров, двутавр маркируется цифрами «10», «12», «14» ... «60»). У самого крупного изделия из государственного стандарта следующие характеристики:

радиус внутреннего закругления = 20 мм;
средняя толщина полок = 17,8 мм;
высота двутавра = 600 мм;
толщина перемычки между полками = 12 мм;
ширина каждой полки = 190 мм;
допустимый радиус закругления полки = 8 мм.

При таких размерных характеристиках вес изделия должен составлять 108 кг на каждый метр. Как правило, балки выпускаются длиной 4-12 метров, при этом их длина зависит от площади сечения металлопроката. Чем больше площадь, тем больше и длина. Но есть и исключения. Например, если покупателю необходимы балки меньшей длины, он может заказать их прямо у производителя.

Также при изготовлении на заказ возможно изменение других характеристик. Если в ГОСТ 8239-89 максимальная площадь сечения двутавра указана 138 кв. см, это еще не значит, что вы не сможете получить более массивную продукцию, при необходимости. В государственном стандарте приведены расчеты в ограниченном диапазоне. Любые другие вычисления выполняются инженерами индивидуально. То есть, заказчик обращается к производителю и оставляет заявку на изготовление нужной ему продукции. Далее начинается процесс производства по такой схеме:

Выполняются расчеты размерных характеристик. При вычислении этих характеристик соблюдаются их соотношения друг с другом, как и в рассмотренных в ГОСТ изделиях. Также специалисты определяют допустимый показатель погрешности, в зависимости от степени точности продукции. В процессе работы инженеры учитывают не только размеры балки, но и такие ее коэффициенты, как момент инерции, статический момент полусечения, момент сопротивления и радиус инерции. Только при соблюдении всех этих характеристик можно получить качественное, прочное изделие.
Делаются чертежи. Если у вас есть свои чертежи, вам не придется оплачивать эту услугу. Но учтите, что создание такой документации требует наличия очень глубоких знаний и опыта проведения подобных работ. Поэтому не заказывайте услугу у сомнительных специалистов, ориентируясь на низкую цену. Помните, что от правильности проведения расчетов будет зависеть прочность вашего двутавра и всей постройки, которую вы собираетесь армировать сделанными по чертежам балками.
Изготавливается двутавровая балка в нужном количестве.

Где купить?

Если вас заинтересовала балка двутавровая, ее купить можно здесь . Это сайт нашей компании «МС» — металлобазы, занимающейся реализацией проката любого типа. У нас вы найдете продукцию высотой от 100 до 691 мм. В каталоге есть изделия с узкими, средними, нормальными и широкими полками. Также мы можем предложить вам колонные и специальные балки. Перечень доступных товаров и их характеристики доступны для просмотра на сайте.

Если вы еще не определились с выбором поставщика металлопроката, ознакомьтесь с преимуществами нашей компании. Они ежедневно привлекают к нам новых клиентов. Основные из наших преимуществ:

Сотрудничество с ведущими металлокомбинатами РФ. Мы не закупаем товар у сомнительных лиц, поэтому можем уверенно сказать, что продаем качественный металлопрокат.
Большой выбор продукции. Вы найдете в каталоге двутавр любого размера, следовательно, вам не придется дожидаться его изготовления. Кроме того, у нас есть много металлопроката другого типа, а не только балки. Если вы профессиональный строитель, вам известно, что при возведении крупного объекта одних двутавровых балок будет недостаточно. Вам придется покупать арматуру и другой прокат. Сотрудничая с нами, вы сделаете это одновременно, не задерживая строительных работ и не переплачивая за доставку.
Доступные цены. Так как мы берем товар прямо с металлокомбинатов, а не через посредников, нам не приходится закупать его по повышенной цене. Соответственно, наши клиенты получают металлопрокат по цене производителя.
Оперативная поддержка. Если вы не знаете, какая двутавровая балка подойдет для ваших задач, попросите помощи у нашего специалиста. Он найдет вам товар с оптимальными характеристиками.
Акции и распродажи, позволяющие сэкономить на покупке.
Полезные дополнительные услуги. Мы не только продаем прокат, но и занимаемся его сваркой и резкой.

Чтобы заказать двутавр, уточните стоимость изделия и ожидайте доставки. Если вы указали адрес в СПб, мы доставим товар своей машиной. В остальных случаях продукция будет отправлена подходящей вам транспортной компанией.

Фото, использованные в статье, приведены для иллюстрации и не являются изображением продукции компании.

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.

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.

Флювиальный рельеф - что это такое?

Рельеф, образованный поверхностными водотоками (постоянными либо временными), принято называть флювиальным (от латинского слова fluvio - «течь, протекать»).

Любой водный поток выполняет определенную геологическую работу, а именно: разрушает цельные блоки горных пород (эрозионный процесс), переносит продукт разрушения и откладывает его в новом месте (аккумуляционный процесс). В результате этой работы на земной поверхности образуется множество разнообразных форм рельефа: меандры, промоины, овраги, конусы выноса, шлейфы и прочие.

Флювиальные процессы возможны лишь при определенных природно-климатических и геологических условиях. Самая подходящая местность для формирования флювиальных форм рельефа - это равнинная территория, сложенная «мягкими» горными породами, с достаточным увлажнением и редкой древесной растительностью. Иными словами, это степная или лесостепная природные зоны.

Классический ряд эрозионных форм рельефа, созданных поверхностными водотоками, выглядит так:

Борозда (эрозионная).
Промоина.
Овраг.
Балка.
Речная долина.

Причем этот ряд является эволюционным. То есть каждая из этих форм со временем переходит в следующую в точно таком порядке.

Что такое балка? Где и при каких условиях она формируется? Далее мы более подробно расскажем об этой форме флювиального рельефа.

Что такое балка?

Балки, овраги, долины - без всех этих объектов невозможно представить себе классическую степь (украинскую, русскую или молдавскую). Кстати, именно в культурном наследии перечисленных народов нередко упоминаются эти формы рельефа - в сказках, рассказах, песнях и легендах.

Однако у слова «балка» значений несколько. Помимо вышеупомянутой формы рельефа, этим термином также обозначают конструктивный элемент из деревянного бруса, служащий опорой для чего-либо. Кроме того, балка - это еще часть автомобильной подвески.

Определение балки в географической науке следующее: это отрицательная, линейно вытянутая форма рельефа, образованная временным водным потоком. При этом ее дно может быть сухим, или же заполненным небольшим ручьем. Балка - типичный «продукт» эрозионных геологических процессов.

Главные особенности балок

Склоны и днища балки покрыты густой травянистой и кустарниковой растительностью (иногда - с небольшими участками леса). Эта особенность отличает ее от оврага, дно которого не задерновано и больше подвержено эрозии. Чаще всего балка развивается именно из оврага, но не всегда. При определенных условиях она может миновать овражную стадию «флювиальной эволюции».

В степном рельефе балка, как правило, четко и ярко выражена. Очень часто на ее склонах выступают скальные обнажения и выходы более глубоких горных пород. Особенно это характерно для балок Донецкого кряжа.

Днище балки чаще всего ровное и расширенное. Однако чем ближе к верховьям - тем оно становится более узким. В отличие от оврагов, для балок характерна разветвленная структура. В плане их форма напоминает ветвистое молодое дерево или куст. Некоторые особо развитые балки усложнены продольными боковыми террасами - выровненными ступенчатыми площадками, сложенными аллювиальными наносами.

Структура, размеры и виды балок

Параметры балок могут быть разными:

Длина - от нескольких сотен метров до нескольких десятков километров.
Ширина - от 50 до 500 метров и более.
Глубина - от нескольких метров до нескольких десятков метров.

Строение любой балки включает в себя следующие элементы:

Бровка.
Склоны.
Днище.
Тальвег (линия максимальной глубины, измеряемая по днищу).

По форме в плане все балки делятся на прямые, криволинейные и древоподобные; по размеру - на малые, средние и длинные; по сложности организации - на одиночные и ветвистые.

Примеры известных балок

Итак, что такое балка, мы уже разобрались. Данная форма рельефа характерна для степной зоны Украины и умеренных широт европейской части России. Давайте познакомимся с самыми известными примерами балок на территории этих двух государств.

Балка Северная Красная расположена на окраине украинского города Кривого Рога (см. фото). Ее общая протяженность - 36 км, максимальная глубина - 30-40 метров. Сегодня территория балки объявлена заповедной. На ее склонах имеются выходы железистых кварцитов, возраст которых оценивается геологами в 3-3,5 млрд лет.

Каменный Лог - одна из самых красивых балок России. Она расположена в окрестностях деревни Кошлаково Белгородской области. В пределах балки произрастают десятки краснокнижных видов растений - лен желтый и многолетний, ковыль перистый, тимьян меловой и другие.

Сотера - одна из живописнейших балок Крыма. Она находится недалеко от Алушты и села Солнечногорского. Балка привлекает внимание огромного числа туристов благодаря своим природным памятникам - уникальным «Каменным грибам» и водопадом Грейзер.

Технологии современного строительства промышленных зданий и жилых домов сегодня, как и ранее в числе конструктивных элементов сооружений используют различного рода конструкции, объединяемых одним названием - балка. По своему назначению этот элемент здания предназначен для выполнения роли несущего механизма. Располагаемый на двух или нескольких опорах здания такой элемент принимает на себя нагрузку и позволяет создавать межэтажные перекрытия, соединять пролеты, является одним из основных элементов кровельной конструкции здания.

Традиционно при возведении строений используются балки, соответствующие типу и назначению зданий, и поэтому существуют различные виды классификаций этих элементов. Чаще всего классификация проводится по виду, назначению, форме и материалу этого конструктивного элемента.

Общие сведения об устройстве и назначении

В строительстве балки классифицируются, прежде всего, в зависимости от того на какое количество опор она ложится:

Конструктивно простейшая балка, применяемая в малоэтажном каркасно-щитовом домостроении для устройства чердачного перекрытия, представляет собой цельный брус прямоугольной формы, но для более требовательных сооружений, чем простой дачный домик требуются несколько иные по форме элементы способные выдерживать большие нагрузки:

Кроме того, особые требования предъявляются и к материалам конструкций:

Наиболее востребованными в строительстве, при возведении крыш промышленных объектов, применяются профили тавровой или двутавровой формы, они здесь являются основными элементами конструкций кровли. Это связано с тем, что такая форма наиболее эффективно работает при нагрузках на изгиб.

Двутавровые - по своей форме поперечного сечения напоминают букву «Н». Каждый элемент, имеет свое название - вертикальные части такой буквы «Н» называются полки, а соединяющая их черточка именуется стенкой. Благодаря такой форме, профиль способен выдерживать большие нагрузки, чем прямоугольный, по сечению материал. Кроме того, двутавровые конструкции позволяют применять дополнительные методы повышения прочности конструкции:

для наиболее ответственных участков кровли применяются двутавровые профили с утолщенной стенкой;
для второстепенных участков применяются ригели, внутренние грани полок, которых параллельны друг другу;
для повышения жесткости конструкции используются профили с уклоном на внутренних гранях.

Материалы и технологии изготовления элементов перекрытия

В зависимости от назначения здания, технологии его строительства и условий его последующей эксплуатации кровли, балки классифицируются как по типу используемого материала, так и способа изготовления готового элемента:

Железобетонные конструкции:

изготавливаются методом монолитной отливки формы с обязательным использованием арматурного каркаса в заводских условиях, как правило, это тавровые профили, сложной рамной конструкции;
монолитные конструкции - производятся методом отливки формы непосредственно на строительной площадке при возведении зданий по монолитно-каркасной технологии.

Металлические:

металлические элементы, выполненные способом горячей прокатки металла готовой формы;
специальные виды изделий из отдельных элементов, соединенных при помощи сварки;
изделия из легких сплавов для особых видов кровли - стадионов, концертных залов, выставочных комплексов.

Деревянные:

из цельного бруса различного размера;
составные ригели, выполненные из отдельных частей, соединенных между собой клеевым способом с использованием, как натурального дерева, так и материалов на основе древесины - фанеры, древесноволокнистых плит.

Классификация и маркировка стальных элементов

Классификация конструкций из стали проводится и имеет свой буквенно-цифровой шифр. Такое кодирование позволяет проводить необходимую классификацию и учитывать нужные по параметрам элементы в строительстве еще на этапе разработки проектно-сметной документации.

Основой для такого вида классификации являются официально утвержденные государственные стандарты и технические условия, по которым классифицируются все виды балок, независимо от материала изготовления или производителя.

Так, в маркировке стальных двутавровых профилей, кроме указания их размеров, а высота может быть от 100 мм до 1000, указывается и буквенный шифр, в котором указывается, например, размеры граней полок:

«Б» — означает, что изделие имеет нормальную ширину параллельных граней;
«Ш» — указывает, что полки имеют увеличенную ширину и относятся по классификации к «широкополочным» выдам продукции;
«К» — говорит, что такой профиль может быть использован в качестве колонной опоры.

Использование деревянных элементов в различных кровельных конструкциях

В малоэтажном домостроении при возведении кровли балки используются в качестве различных по назначению и размерам элементов:

Наиболее подходящими для выполнения таких функций являются двутавровые клееные деревянные элементы, обладающие большой прочностью, способные выдерживать большие нагрузки и имеющие небольшой вес по сравнению с пиломатериалами из цельного дерева. Особенностью всех видов деревянных конструкций, применяемых при возведении кровли здания, является использование пиломатериалов хвойных пород для устройства стропил, распорок, каркаса перегородок и твердых пород дерева для устройства перекрытия чердачного этажа.