Структура балки: определение и типы

8 апреля 2021 г.

Балочные конструкции являются важным типом конструктивного элемента, с которым должны быть знакомы профессионалы в области строительства и некоторые типы инженеров. Эти конструкции играют важную роль в переносе веса и обеспечивают прочную посадку фундамента здания в земле. К наиболее распространенным типам балочных конструкций относятся висячие, неподвижные, ферменные, неразрезные и свободно опертые балки. В этой статье мы рассмотрим, что такое балочная конструкция, почему важно понимать эти конструкции и наиболее распространенные типы балок, используемых строителями и инженерами.

Что такое балочная структура?

Балочная конструкция, иногда просто называемая балкой, представляет собой тип конструкции, используемой в строительстве и технике для обеспечения безопасного и эффективного пути нагрузки, который эффективно распределяет вес по всему основанию здания. Эти балки поддерживают нагрузку, сопротивляясь изгибу под давлением нагрузки. Балки сопротивляются этой силе в боковом направлении, когда сила приложена к оси.

В большинстве случаев схема распределения нагрузки включает плиту, балку, колонну и фундамент. Это означает, что балка вставлена ​​ниже фундамента и колонны, чтобы обеспечить более полную поддержку всей конструкции. Основные цели балочной конструкции включают в себя:

• Компенсация поперечных сил и/или импульса балки

• Выдерживающие нагрузки

• Равномерное распределение нагрузки

• Объединяем структуру воедино

В балочной конструкции используется несколько различных видов арматуры в зависимости от типа строящегося здания и назначения балки. К наиболее часто используемым армирующим средствам относятся:

• Основные стержни: этот тип арматуры используется для несущих нагрузок.

• Опорные стержни: Опорный стержень — это арматура, которая устанавливается в верхней части балки и удерживает скобы балки на месте.

• Хомуты: этот тип арматуры используется для компенсации поперечной силы или касательного напряжения конструкции.

Почему важно понимать структуру балки

Понимание структуры балок имеет важное значение в строительстве и проектировании конструкций, потому что эти балки являются основным способом, которым здание несет свой вес. Балки обеспечивают стабильную траекторию нагрузки на фундамент здания, чтобы вес крыш, потолков и полов здания выдерживался должным образом. Специалисты-строители и инженеры должны понимать, какой тип балки наиболее подходит для конструкции, и как эффективно устанавливать балки, чтобы возводимая конструкция могла выдерживать собственную силу.

Например, если здание имеет большую высоту, вероятно, потребуется использовать более тяжелые и большие балки для эффективной поддержки нагрузки. Меньшие конструкции требуют меньших балок, поскольку они, как правило, несут меньшую нагрузку и не нуждаются в такой большой поддержке. Выбор неправильного типа балки может привести к тому, что конструкция будет недостаточно стабильной, чтобы выдерживать собственную нагрузку, и может нанести ущерб долговечности и безопасности здания.

Понимание балок требует знания инженерной статики и фундаментальной физики. Это понимание позволяет специалистам в области строительства и инженерии определять нагрузки, которые будут воздействовать на балку, и эффективно выбирать правильный размер, форму и материал необходимой балки.

Виды балочной конструкции

Есть несколько основных типов балок, используемых в строительстве и машиностроении. Эти балки обычно классифицируются на основе их длины, равновесия и поперечного сечения и включают:

Непрерывные лучи

Неразрезная балка — это та, которая имеет две или более опоры, усиливающие балку. Эти опоры используются под балками и между ними и обычно имеют вертикальный характер. Непрерывные балки считаются более экономичными по сравнению с другими типами балок.

Свободно поддерживаемые балки

Свободно опертые балки — это те, которые имеют опоры на обоих концах балки. Они чаще всего используются в общем строительстве и очень универсальны с точки зрения типов конструкций, с которыми они могут использоваться. Просто опорная балка не имеет сопротивления моменту в области опоры и размещена таким образом, чтобы обеспечить свободное вращение на концах на колоннах или стенах.

Фиксированные лучи

Неподвижная балка — это та, которая закреплена на обоих концах балки с помощью опор. Этот тип балки не допускает создания изгибающего момента и не будет иметь вертикального перемещения или вращения. Неподвижные балки чаще всего используются в фермах и подобных конструкциях.

Нависающие балки

Нависающая балка — это балка, которая поддерживается в двух разных областях, обычно на одном конце и в середине балки, но не имеет опоры на другом конце балки, поэтому она висит. Этот тип балки выходит за пределы стен или колонн, а нависающая часть балки не поддерживается. Нависающая балка представляет собой комбинацию свободно опертой балки и консольной балки.

Консольная балка

Консольная балка — это та, которая свободно висит на одном конце балки и закреплена на другом. Этот тип балки способен выдерживать нагрузки как с изгибающим моментом, так и с усилием сдвига, и обычно используется при строительстве мостовых ферм или подобных конструкций. Фиксированный конец обычно прикрепляют к колонне или стене. Зона растяжения консольной балки находится в верхней части балки, а зона сжатия — в нижней части балки.

Профессии строителя, требующие знания балочной конструкции

Есть несколько строительных профессий, которые требуют знания балочных конструкций. К таким занятиям относятся:

• Инженер-строитель

• Инженер-строитель

• Архитектор

• Координатор информационного моделирования зданий (BIM)

• BIM-менеджер

• Инженер по обслуживанию зданий

• Строительный инспектор

• Система автоматизированного проектирования (CAD) оперативная

• Техник-строитель

• Руководитель строительства

• Менеджер по дизайну

• Оценщик

• Инженер по материалам

• Руководитель проекта

• Мейсон

Каждая из этих профессий работает со структурой здания в той или иной мере. Некоторые из этих должностей требуют глубоких знаний балочных конструкций, в то время как другие требуют только фундаментального понимания того, как работают балки.