Стальные балки. Область применения, их типы по поперечному сечению.

Балка— 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 являться колонны, подвесы, стены или другие балки (перекладины). Затем нагрузка передаётся далее и в итоге, в большинстве случаев, воспринимается конструктивными элементами, работающими на сжатие — 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, швеллера, балки с полым профилем (в частности, трубы), балки с угловым профилем сечения.

Балки делят по видам, в зависимости от назначения:

· Б - нормальная;

· Ш - широкополочная;

· К - колонная.

Двутавровая балка в поперечном сечении напоминает собой букву Н. Двутавры (иначе - стальные балки) изготавливаются в соответствии с ГОСТ 8239-89 (обычные двутавры с уклоном граней полок), ГОСТ 19425-74 (специальные М и С двутавры с уклоном граней полок, где балки М – это стальные балки для подвесных путей, иначе монорельсовые балки, и балки С – стальные балки для армирования шахтных стволов), СТО АСЧМ 20-93 (двутавры с параллельными гранями полок), ГОСТ 26020-83 (двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок)

Как видно из названия балок, они применяются в строительстве для различных целей: широкополочная балка используется в возведении несущих конструкций, колонные балки выдерживают большие нагрузки, благодаря большой толщине перемычек и полок, что позволяет их использовать в строительстве колонных конструкций.

Сортамент двутавров различаться в расположении граней полок, в толщине стенок и полок, в способе производства, в технических характеристиках по расположению граней полок, а так же балки бывают с параллельными гранями и с уклоном внутренних граней. И наконец, нельзя пропустить такое важное разделение на:

· балка стальная двутавровая специальная;

· балка двутавровая из углеродистой и низколегированной стали;

· балка стальная горячекатаная.

Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом, работающим на изгиб. По статической схеме различают однопролетные (разрезные), многопролетные (неразрезные) и консольные балки. Разрезные балки проще неразрезных в изготовлении и монтаже, нечувствительны к различным осадкам опор, но уступают последним по расходу металла на 10...12%. Неразрезные балки разумно применять при надежных основаниях, когда нет опасности перегрузки балок вследствие резкой разницы в осадке опор. Консольные балки могут быть как разрезными, так и многопролетными. Консоли разгружают пролетные сечения балок и тем самым повышают экономические показатели последних. По типу сечения балки могут быть прокатными либо составными: сварными, клепаными или болтовыми. Наибольшее применение получили балки двутаврового симметричного, реже несимметричного сечений. Такие балки состоят из трех элементов - верхнего и нижнего поясов, объединенных тонкой стенкой. Перспективными являются сечения в виде двутавров, в качестве полок которого используют прокатные тавры и холодногнутые профили.

30. Расчет прочности по нормальным сечениям. Тавровое сечение. Основные понятия.