В строительстве зданий и сооружений используются различные типы балок. Это горизонтальные конструктивные элементы, которые выдерживают вертикальные нагрузки, сдвигающие усилия и изгибающие моменты. Балки передают нагрузки, действующие вдоль их длины, на конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т.д.
В этой статье будут рассмотрены различные типы балок, используемых в строительстве, в зависимости от способа их крепления, формы поперечного сечения (профиля), длины и материала.
Типы балок в строительстве
Существуют различные типы балок, которые классифицируются в зависимости от следующих условий
На основе условий опирания
1. Просто поддерживаемая балка
Это один из простейших конструктивных элементов, оба конца которого опираются на опоры, но свободно вращаются. Он содержит штыревую опору на одном конце и роликовую опору на другом конце. В зависимости от заданной нагрузки, она выдерживает срез и изгиб.
Просто поддерживаемая балка
2. Неподвижная балка
Она опирается на оба конца и закреплена, чтобы противостоять вращению. Ее также называют встроенной балкой. Закрепленные концы создают моменты, отличные от реакций.
Неподвижная балка
3. Консольная балка
Если балка закреплена на одном конце и свободна на другом конце, ее называют консольной балкой. Балка распределяет нагрузку обратно на опору, где она вынуждена противостоять моменту и напряжению сдвига. Консольные балки позволяют создавать эркеры, балконы и некоторые мосты.
Консольная балка
4. Непрерывная балка
Непрерывная балка имеет более двух опор, распределенных по всей ее длине.
Непрерывная балка
На основе строительных материалов
5. Железобетонные балки
Она изготавливается из бетона и арматуры, как показано на рис. 5. Иногда железобетонная балка скрыта в железобетонном перекрытии и называется скрытой балкой или скрытой балкой
Железобетонная балка
6. Стальные балки
Она изготавливается из стали и используется в различных областях.
Стальная балка
7. Деревянные балки
Деревянная балка изготавливается из древесины и использовалась в прошлом. Однако в настоящее время применение такой балки в строительстве значительно сократилось.
Деревянная балка
8. Композитные балки
Составные балки строятся из двух или более различных типов материалов, таких как сталь и бетон. На рис. 8 показаны различные допустимые сечения для составной балки.
Составная балка
На основе форм поперечного сечения
Существует 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 железобетонных балок включают:
9. Прямоугольная балка
Этот тип балок широко используется при строительстве железобетонных зданий и других сооружений.
Прямоугольная железобетонная балка
10. Балка таврового сечения
Этот тип балки в основном строится монолитно с железобетонной плитой. Иногда для повышения прочности бетона на сжатие строят изолированные тавровые балки.
Кроме того, перевернутая Т-образная балка также может быть построена в соответствии с требованиями предъявляемой нагрузки.
Т-образная балка
Перевернутая тавровая балка
11. Балка L-образного сечения
Этот тип балок строится монолитно с железобетонной плитой по периметру конструкции, как показано на рис. 10.
Формы поперечного сечения стальных балок включают:
Существуют различные формы поперечного сечения стальных балок. Каждая форма поперечного сечения обладает преимуществами в определенных условиях по сравнению с другими формами.
Квадратная, прямоугольная, круглая, I-образная, T-образная, H-образная, C-образная и трубчатая – вот примеры форм поперечного сечения балок, изготовленных из стали.
Формы поперечного сечения стальных балок
На рис. 8 показаны различные типы балок, основанные на формах поперечного сечения, изготовленных из композитных материалов.
На основе геометрии
12. Прямая балка
Балка с прямым профилем, большинство балок в конструкциях – прямые балки.
прямая балка
13. Изогнутая балка
Балка с изогнутым профилем, как, например, в круглых зданиях.
Изогнутая балка
14. Коническая балка
Балка с коническим поперечным сечением.
Коническая балка
5. На основе условия равновесия
15. Статически детерминированная балка
Для статически определимой балки для решения реакций можно использовать только условия равновесия. Количество неизвестных реакций равно количеству уравнений.
Статически определимая балка
16. Статически неопределимая балка
Для статически неопределимой балки условий равновесия недостаточно для решения реакций. Поэтому анализ этого типа балок сложнее, чем анализ статически определимых балок.
статически неопределимая балка
На основе метода строительства
17. Балка из монолитного бетона
Этот тип балок возводится на месте строительства. Сначала устанавливаются формы, затем заливается свежий бетон и дается ему затвердеть. Затем прикладывается нагрузка.
Балка, залитая на месте
18. Сборная железобетонная балка
Этот тип балок 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.
Сборная железобетонная балка
19. Предварительно напряженная железобетонная балка
Предварительно напряженная железобетонная балка изготавливается путем напряжения прядей перед приложением нагрузки на балку. Предварительно напряженная бетонная балка и постнапряженная бетонная балка являются разновидностями предварительно напряженной бетонной балки.
Предварительно напряженная бетонная балка
Другие
20. Глубокая балка
Глубокая балка имеет значительную глубину, как показано на рис. 21, а отношение чистого пролета к глубине составляет менее четырех, согласно кодексу ACI. Значительная нагрузка передается на опоры сжимающей силой, объединяющей нагрузку и реакцию. Следовательно, распределение деформаций уже не считается линейным, как в случае обычных балок.
Глубокая балка
21. Балка
Балка, воспринимающая большие нагрузки, обычно используются стальные профили.
Балка
Часто задаваемые вопросы о различных типах балок в конструкциях
?Что такое балки в строительстве?
Балки – это горизонтальные конструктивные элементы, которые выдерживают вертикальные нагрузки, сдвигающие усилия и изгибающие моменты. Они передают нагрузки, действующие вдоль их длины, на их конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т.д.
?Что такое балки, отлитые на месте или балки RCC?
Балки RCC изготавливаются из бетона и арматурных стержней. Они выдерживают вертикальные нагрузки, сдвиговые усилия и изгибающие моменты.
?Что такое непрерывная балка?
Непрерывная балка имеет более двух опор, распределенных по всей ее длине.
?Каковы типы опор в балках?
1. Каток
2. Штыревая
3. Неподвижные
?Какие существуют типы балок по условиям опирания?
1. Просто поддерживаемая балка
2. Неподвижная балка
3. Консольная балка
4. Непрерывная балка
- Детерминированные и неопределенные структуры и их различия.
- Процедура проектирования железобетонной тавровой балки с примером.
- Все, что вы должны знать о консольных балках.
- Метод распределения моментов в структурном анализе.
- Анализ фермы с примерами.
- Основные концепции устойчивости конструкции.
- Основы проектирования балок.