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.