|
Балка
 Балка (от голл. balk) в технике, конструктивный элемент, обычно в виде бруса, работающий главным образом на изгиб. Балку широко применяют в строительстве и машиностроении: в конструкциях зданий, мостов, эстакад, транспортных средств, машин, станков и т.д. Изготовляются балки в основном из железобетона, металла и дерева.
В зависимости от числа опор и характера опорных закреплений различают балки: однопролётные, многопролётные, консольные, с заделанными концами, разрезные, неразрезные и др.
Балка, перекрывающая один пролет и имеющая две опоры, называется разрезной.
Балка, перекрывающая несколько пролетов и имеющая несколько опор, называется неразрезной многопролетной.
По форме поперечного сечения различают балки прямоугольные, тавровые, двутавровые, коробчатые и др.
Наиболее выгодные (по несущей способности и по расходу материала) поперечные сечения балки, например двутавровое и коробчатое, характеризуются концентрацией материала у верхнего и нижнего краев сечения, где действуют максимально нормальные напряжения при изгибе.
Прямоугольные сечения целесообразны при относительно большой высоте и малой ширине балки. Балка может иметь постоянное по размеру или переменное сечение; последнее позволяет уменьшить её массу.
 По назначению балки разделяют на основные (продольные, перекрывающие пролёт между опорами) и вспомогательные (поперечные, перекрывающие расстояния между др. балками).
Система продольных и поперечных балок наз. балочной клеткой.
Железобетонные балки изготовляют монолитными и сборными.
Монолитные балки конструируются в большинстве случаев как многопролётные неразрез-иые, обычно имеют прямоугольное или тавровое сечение; последнее чаще встречается в ребристых конструкциях (при монолитной связи балка с плитой), реже - в виде самостоятельных балок.
В сборном железобетоне широко применяют однопролётные балки различных сечений: прямоугольного, таврового, двутаврового, полого, п-образного и т.д. Сборные многопролётные неразрезные балки выполняются из неск. элементов, соединяемых в процессе монтажа.
Получили распространение предварительно напряжённые железобетонные балки.
Металлические балки применяют главным образом при тяжёлых нагрузках. Наиболее эффективны металлические балки двутаврового (прокатные и составные) и коробчатого (составные) сечения.
Составные балки могут иметь практически неогранич. высоту и несущую способность.
Деревянные балки служат обычно для перекрытия небольших пролётов в виде однопролётных и разрезных конструкций. Выполняются из досок, брусьев, брёвен; для увеличения несущей способности конструкций применяют составные сечения на шпонках, нагелях или клеёные.
Расчёт балки обычно производят на прочность, жёсткость и устойчивость по законам сопротивления материалов.
Балки рассчитывают на нагрузки: постоянную (от собств. массы и массы опирающейся на неё конструкции) и временную или полезную.
Определение опорных реакций, изгибающих моментов, поперечных сил и прогибов в статически определимых балках. производится аналитически или графически на основе уравнений равновесия.
Статически неопределимые неразрезные балки рассчитывают обычно с помощью трёхчленных уравнений (уравнения трёх моментов) при жёстких опорах и пятичленных - при упруго смещающихся.
Для расчёта балок, лежащих на податливом (например, грунтовом) основании, пользуются расчётными моделями основания (см. Основания сооружений).
Подбор поперечного сечения балок производят в основном из условия восприятия изгибающего момента (нормальных напряжений). Кроме того, сечение проверяют на действие поперечной силы (касательных напряжений) и главных напряжений.
В отдельных случаях рассчитывают балки на устойчивость.
Определение касательных напряжений в балке впервые было предложено русским инженером Д. И. Журавским.
|
