Стальные балки. Типы. Сферы применения.

Перейти к содержанию

Конструкционная сталь – это очень универсальный материал, который можно формовать в любую форму. Балки из конструкционной стали отливаются или изготавливаются в виде длинных конструкций, называемых балками из конструкционной стали. Эти балки являются вспомогательными конструктивными элементами, которые охватывают область и рассчитаны на нагрузку. Конструкционные стальные балки и швеллера являются строительными блоками для различных структурных стальных каркасов.

Широкий выбор балок, швеллеров, уголков и т. д. доступны в различных формах, размерах и целях. Спецификацию конструкции определяют геометрия, размер и форма балок. Эти балки могут быть прямыми или изогнутыми, однако, наиболее распространенными являются прямые балки.

Типы стальных балок на основе опор:

1. Просто поддерживаемые балки: эти балки поддерживаются на концах и могут свободно вращаться.
2. Фиксированные балки: они поддерживаются на концах, но не могут вращаться.
3. Навесные балки: этот вид балок выходит за пределы опоры с одной стороны.
4. Двойные подвесные балки: они выходят за пределы опор на обоих концах.
5. Непрерывная балка: расширяется на две или более опор.
6. Консоль: фиксируется на одном конце, но выступает наружу.
7. Надставная балка: эта балка усилена стержнем или тросом для создания фермы.

Типы балок на основе геометрии:

1. Балка постоянного сечения – прямая балка.
2. Балка переменного сечения – коническая балка.
3. Балка с изогнутой полкой – изогнутая балка.

Типы балок на основе поперечных сечений:

1. Двутавровая балка: этот вид балки, также известен, как стандартная американская балка. У неё есть Н-образное сечение.
2. T-балка: тавр, имеет Т-образное сечение.
3. Швеллер: также известные, как балки с С-образным сечением.
4. Балки с широким фланцем: они также известны как балки H или W.
    Они имеют фланцы, которые не имеют конусности и шире, чем стандартные двутавровые балки.

1. Используются для поддержки каркасов домов и кровельных конструкций.
2. Для защиты конструкций от суровых погодных условий.

У балок есть множество важных применений в строительной промышленности конструкционной стали. Они часто используются в качестве критических опорных ферм или основной конструкции зданий. Двутавровые балки из стали обеспечивают целостность конструкции при неизменной прочности и поддержке. Огромная мощность балок уменьшает необходимость включения многочисленных опорных конструкций, что экономит время и деньги, а также делает конструкцию более стабильной. Универсальность и надежность балок с Н-образной формой сечения делают их желанным ресурсом для каждого строителя.

Двутавровые балки являются предпочтительной формой для конструкций из конструкционной стали из-за их высокой функциональности.

 Форма Н-образных балок делает их превосходными для однонаправленного изгиба параллельно полотну. Горизонтальные фланцы противостоят изгибающему движению, в то время как полотно противостоит напряжению сдвига. Они могут выдерживать различные виды нагрузок и напряжения сдвига без потери устойчивости. Они также экономически выгодны, поскольку форма «Н» – это экономичная конструкция, в которой не используется избыточная сталь. Благодаря большому разнообразию типов Н-образных балок существует форма и вес практически для любых требований. Универсальная функциональность двутавра – это то, что дает ему альтернативное название универсальная балка или «UB».

1. Они не могут быть атакованы и испорчены термитами или грызунами.
2. Никаких поломок, так как сталь может выдержать огромное напряжение растяжения.
3. Они обеспечивают структурную целостность на высоком уровне и, следовательно, безопасность.
4. Они могут быть изготовлены в соответствии с вашими предпочтениями.
5. Они устойчивы к коррозии и пожару.

Всегда в наличии со склада металлобазы “СТИЛЛАР” стальные балки различных видов!

Двутавровые балки: виды, сфера применения, плюсы и минусы

Оглавление

• Виды двутавровых балок
• Методы изготовления двутавровых балок
• Преимущества и недостатки двутавровых балок
• Сфера применения двутавровых балок
• Основные параметры выбора

Двутавровая балка – один из наиболее распространенных видов фасонного металлопроката. Она представляет собой металлический профиль с сечением в виде буквы «Н». Он активно используется в различных направлениях промышленного и гражданского строительства, может применяться при установке перекрытий благодаря высокой устойчивости к нагрузкам. Рассмотрим подробнее распространенные виды двутавра и возможности его использования, а также наиболее распространенные способы изготовления.

Виды двутавровых балок

Конструктивно двутавр представляет собой металлический брус с Н-образным сечением: он имеет верхний и нижний пояса, которые между собой соединяются металлической стенкой. Грани такой балки могут располагаться параллельно друг другу или под углом, полки могут быть нормальными или широкими в зависимости от соотношения размеров. В большинстве случаев двутавр изготавливается из углеродистой или легированной стали различных марок, добавление легирующих компонентов в сплав повышает его прочность и устойчивость к нагрузкам.

Такой тип проката можно классифицировать по конструктивным особенностям, способу изготовления, возможностям применения и другим основаниям. Наиболее распространенными в строительстве и промышленном производстве стали следующие виды двутавра:

• Широкополочные балки. Они имеют увеличенную ширину полок, благодаря чему повышается прочность сечения и его устойчивость к нагрузкам. Широкополочные балки изготавливаются в соответствии с ГОСТ 26020, стандартная длина таких изделий может составлять от 4 до 14 метров. Стандарт допускает кривизну не больше 0,2% от длины готового изделия. Для обозначения в маркировке используется буква «Ш».
• Нормальные балки с параллельными гранями. Производство таких изделий ведется в соответствии с ГОСТ 26020-83 или СТО АСЧМ 20-93, они маркируются буквой «Б». Для производства часто используется углеродистая сталь марок Ст3пс5, Ст3сп5 или низколегированная сталь 09Г2С. Для обозначения толщины металла используются цифры, например Б1, Б2 и т.д. Чем больше числовое значение, тем толще будут полка и стенки и тем выше вес готового изделия.
• Колонные балки, обозначаемые в маркировке буквой «К». Они обладают повышенной прочностью и могут использоваться в качестве несущих элементов при установке колонн и других важных конструктивных элементов здания. Высота профиля в соответствии со стандартом может составлять от 195 до 431 мм, ширина полок может достигать 400 мм. От других разновидностей балка отличается особым типом профиля: высота профиля равна его ширине, в результате повышается несущая способность.
• Двутавровые балки с уклоном внутренних граней. Она обозначается литерой «Н», уклон внутренних граней полок может составлять от 6 до 12%. Производство таких изделий ведется в соответствии с ГОСТ 9238-89, также технические условия представлены в СТО АСЧМ 20-93. Толщина стенки таких изделий в соответствии со стандартом может достигать 12 мм.
• Монорельсовые балки обычной или высокой прочности. Они отличаются от других разновидностей увеличенной толщиной полок и стенки, так как рассчитаны на повышенные нагрузки. Изделия такого типа используются при установке кран-балок и козловых кранов, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по прочности. В строительстве они применяются редко.

Перечисленные разновидности двутавра являются наиболее распространенными, в строительной сфере могут применяться и другие виды. В любом случае такие изделия обладают высокой прочностью, поэтому используются в качестве несущих элементов, выдерживающих значительные нагрузки.

 

Методы изготовления двутавровых балок

Наиболее распространенный способ производства двутавровой балки – метод горячей прокатки. Прямоугольный профиль разогревается до температуры 1100-1200 градусов, после чего прокатывается на станах для придания требуемой формы. Нагрев делает сталь пластичной, благодаря этому удается максимально повысить скорость производства.

Чтобы обеспечить полкам строго параллельное расположение, используются приводные ролики. Для изменения формы металла ролики снабжаются кольцевыми проточками, с помощью которых обеспечивается деформация заготовки. Прокатка проходит в несколько этапов, в результате металлическая заготовка приобретает требуемые размерные характеристики. После остывания профиль приобретает высокую прочность.

У метода прокатки есть несколько недостатков. Она не обеспечивает достаточно высокого качества поверхности, так как на материале остается большое количество окалины, и он получается шероховатым. Кроме того, прокатные станы ограничивают сортамент продукции, так как их сложно перенастраивать. Поскольку размер оборудования ограничен, соответственно ограничиваются и размеры готовых изделий.

Сварная технология изготовления

Из-за этого для производства нестандартных двутавровых конструкций может применяться сварная технология. Ее высота может достигать 1,5 м, а длина – 15 м, что значительно превышает возможности изготовления горячекатаного проката. При сварной технологии могут использоваться элементы, изготовленные из стали различных марок: в результате готовое изделие приобретает повышенную прочность. С помощью сварной технологии также удается изготавливать разнополочные, тонкостенные, перфорированные и другие типы балок, что значительно расширяет возможности их применения в строительстве.

Изготовление двутавровых балок сварным способом проходит в несколько этапов:

• Раскрой листового металла методом плазменной резки. В результате образуются полосы требуемого размера и ширины. С помощью программируемого оборудования обеспечивается высокая точность резки.
• Кромки обрабатываются на фрезерном станке. От качества обработки напрямую зависит качество будущего сварного соединения.
• Металл сваривается с помощью специального оборудования, в результате обеспечивается прочное соединение. Готовое изделие проходит финишную обработку.

Сварная технология дает возможность изготавливать балки с широким диапазоном геометрических параметров. В результате удается получить нестандартные изделия, обладающие разнообразными возможностями использования.

Преимущества и недостатки двутавровых балок

Двутавровые балки получили широкое применение в различных отраслях, в том числе в строительстве. Их востребованность объясняется несколькими важными преимуществами:

• Устойчивость к высоким механическим нагрузкам во всех направлениях. Такие балки обладают большой несущей способностью, поэтому используются при сборке каркасов различных металлических сооружений. Готовый двутавр обладает повышенной жесткостью: по этому показателю он в 30 раз превосходит обычную профильную трубу.
• Значительно сниженный вес, по сравнению со сплошными металлическими балками. Это дает возможность снизить нагрузку на стены и фундамент здания, при этом обеспечивается высокая прочность перекрытий.
• Удобство для транспортировки. Такие балки несложно перевозить, складировать и устанавливать.
• Возможность фиксации с помощью газовой и электродуговой сварки. Металл хорошо поддается сварочному высокотемпературному воздействию, в результате балка надежно фиксируется к другим элементам здания.
• Устойчивость к скручивающему усилию. Стандартные горячекатаные балки обладают одинаковым выносом полок в две стороны от стенки, в результате конструкция обладает равномерной жесткостью. Это обеспечивает ей стойкость к изгибающим нагрузкам в любом направлении.

У таких балок есть несколько недостатков. Сталь чувствительна к коррозии, поэтому несущие элементы требуют дополнительной антикоррозийной защиты. На поверхность наносятся различные типы покрытий, помогающих предотвратить контакт металла с воздухом. Балки могут деформироваться также под воздействием высокой температуры. Еще одним минусом таких конструкций является возможность изгибаться при большой величине пролетов. В этом случае, чтобы защитить их от разрушения, требуется устанавливать дополнительные колонны.

Сфера применения двутавровых балок

Стальные двутавровые балки используются практически во всех крупных инженерных сооружениях, это один из самых распространённых элементов строительных конструкций. Основная сфера использования – строительство крупных зданий: торгово-развлекательных комплексов, складов, промышленных цехов. Однако такие изделия могут использоваться еще во множестве сфер:

• Установка опорных элементов различных металлоконструкций. Балки применяются при возведении мостов, эстакад, путепроводов и других инженерных сооружений, рассчитанных на большие нагрузки.
• Установка элементов каркаса быстровозводимых зданий. Двутавровая балка является важной частью каркасных конструкций складов, ангаров, производственных зданий и других сооружений большой площади.
• Установка буровых платформ, укрепление шахтных выработок, где требуется повышенная устойчивость к механическим воздействиям.
• Установка колонн, капитальных стен, перекрытий различных зданий. Двутавр – универсальный элемент, с помощью которого можно устанавливать важные компоненты гражданских и коммерческих зданий.
• Установка подвесных путей для подъемного оборудования. Двутавровые балки применяются при прокладке путей для кранов, а также различных креплений в горном деле.
• В вагоностроении балки используются в качестве элемента каркаса вагонов. Готовые изделия благодаря этому приобретают повышенную прочность.

Двутавр стал важной частью практически любой крупной постройки, от промышленного цеха до многоэтажного дома. Сфера применения продолжает расширяться, совершенствуются технологии изготовления балок. Сварные конструкции отличаются от горячекатаных изделий большим разнообразием размеров, это открывает расширенные возможности для установки. Они широко применяются в различных направлениях машиностроения и иного промышленного производства. Их используют как компонент промышленного оборудования, различных каркасных сооружений, станков, деталей транспортных средств не только.

Основные параметры выбора

Выбор подходящего типоразмера двутавровой балки зависит от требований к прочности и величине нагрузок на готовую конструкцию. При выборе учитываются следующие параметры:

• Тип конструкции. Наибольшей несущей способностью обладают колонные изделия, они отличаются увеличенной толщиной и шириной стенок. Самыми распространенными в строительстве остаются нормальные балки, их можно приобрести по невысокой стоимости.
• Типоразмеры. Балки подбираются по высоте, ширине, толщине вертикальной стенки, внутреннему уклону полок и другим параметрам.
• Точность исполнения. Она может быть обычной (категория В) и повышенной (категория А). при обыкновенной точности отклонение от установленного стандартом размера может составлять не более 0,5%, при повышенной – не более 0,2%.
• Вес изделия. Он зависит от габаритов, толщины полок и стенки. От веса зависит нагрузка на фундамент, это один из важных параметров при выборе.
• Объем предполагаемой и фактической нагрузки. Она рассчитывается в зависимости от веса конструкции, а также внешних воздействий на объект.

По каталогу компании «Партнер Сталь» можно подобрать различные типоразмеры двутавровых балок – в продаже представлена продукция от лучших производителей России. Консультант компании поможет подобрать требуемый тип по назначению, типоразмеру, устойчивости к нагрузкам, толщине стенок и другим параметрам. Стоимость будет зависеть от объемов продаваемой партии. Для оптовиков предусмотрены специальные предложения.

Читайте также:

• Виды труб ВГП, сортамент и применение

различных типов балок | Инженерные открытия

Введение

Балка — это конструктивный элемент, который в первую очередь сопротивляется нагрузкам, приложенным сбоку к оси балки. Его способ отклонения — в основном изгиб.
Нагрузки, приложенные к балке, вызывают силы реакции в опорных точках балки. Суммарный эффект всех сил, действующих на балку, заключается в создании сил сдвига и изгибающих моментов внутри балки, которые, в свою очередь, вызывают внутренние напряжения, деформации и прогибы балки. Балки характеризуются способом крепления, профилем (формой поперечного сечения), длиной и материалом.

Типы балок:

В соответствии с концевой опорой

1- Свободно поддерживаемая балка

Свободно опертая балка поддерживается с обоих концов. Один конец балки опирается на шарнирную опору, а другой на роликовую опору. Эта опора обеспечивает горизонтальное перемещение балки. Этот балочный тип испытывает как касательное напряжение, так и изгибающий момент.

2- Неразрезная балка

Эта балка аналогична свободно опертой балке, за исключением того, что на ней используется более двух опор. Один его конец поддерживается шарнирной опорой, а другой — роликовой опорой. Между этими балками используется одна или несколько опор. Он используется в длинных бетонных мостах, где длина моста слишком велика.

3- Навесная балка

Навесная балка представляет собой комбинацию свободно опертой балки и консольной балки. Один или оба концевых свеса этой балки. Эта балка поддерживается роликовой опорой между двумя концами. Этот тип балки имеет унаследованные свойства консольной и свободно опертой балки.

4- Консольная балка

Консольные балки элемент конструкции, один конец которого закреплен, а другой свободен. Это один из известных типов балок, используемых в фермах, мостах и ​​других элементах конструкции. Эта балка несет нагрузку по пролету, который испытывает как касательное напряжение, так и изгибающий момент.

5- Фиксированная балка

Эта балка закреплена с обоих концов. Он не допускает вертикального перемещения и вращения луча. Он находится только под напряжением сдвига, и в этих балках момент не возникает. Он используется в фермах и других конструкциях.

6- Двойная нависающая балка

Простая балка, оба конца которой выходят за пределы опоры на обоих концах.

7- Ферменная балка

Балка, усиленная тросом или стержнем для образования фермы

В зависимости от формы поперечного сечения

1- Двутавровая балка

Балки этого типа имеют двутавровое сечение, как показано на рисунке. Обладает высоким сопротивлением изгибу.

2- T-образная балка

Балка с ″T″ поперечным сечением

3- C-образная балка

Балка с ″C″ поперечным сечением

Другие виды балок с поперечным сечением 9000 6

По условию равновесия

1- Статически определимая балка

Балка называется детерминированной балкой, если ее можно проанализировать с помощью основного условия равновесия. Реакцию опоры можно найти, используя основное условие равновесия. Эти условия: Сумма всех горизонтальных сил равна нулю. Сумма всех вертикальных сил равна нулю. Сумма всех моментов равна нулю. Пример: свободно опертая балка, консольная балка и т. д.

2- Статически неопределимая балка

Если балка не может быть проанализирована с использованием основного условия равновесия, известная как статически неопределимая балка. Конечную реакцию определяют, используя основное условие равновесия с комбинацией других условий, таких как метод энергии деформации, метод виртуальной работы и т. д. Пример: непрерывная балка, фиксированная балка.

Согласно Geometry

1- Прямая балка: Балка с прямым профилем

2- Изогнутая балка: Балка с изогнутым профилем

3- Коническая балка: Балка с коническим поперечным сечением

По материалам

1- Бетонная балка

2- Стальная балка

3- Деревянная балка

5 Различные типы балок [Примечания GATE]

Серия испытаний

Автор Deepak Yadav|Обновлено : 26 октября 2022 г.

1 голос за0 комментариев поделиться

Прежде чем углубляться в типы лучей, давайте сначала разберемся с лучами. Балка представляет собой конструктивный элемент, сопротивляющийся нагрузкам, приложенным сбоку от ее оси. Его основной способ отклонения — изгиб. Нагрузки, приложенные к балке, вызывают силы реакции в точках ее опоры. Сумма всех сил, действующих на балку, создает поперечные силы и изгибающие моменты внутри балки, которые вызывают внутренние напряжения, деформации и прогибы.

Типы балок PDF

Балки различаются по способу крепления, профилю, условиям равновесия, длине и материалу. В этой статье мы обсудим различные типы балок, такие как консольные балки, свободно опертые балки, нависающие балки, фиксированные балки и неразрезные балки, с соответствующими примерами.

Загрузить полные примечания к формуле SOM в формате PDF

Содержание

• 1. Различные типы балок
• 2. Консольная балка
• 3. Свободно опертая балка
• 4. Нависающая балка
• 5. Неподвижная балка
• 6. Неразрезная балка
• 7. Типы опор балки

Читать статью полностью 900 06

Различные типы балок

Балка горизонтальный структурный элемент, который проходит горизонтально для поддержки вертикальных нагрузок, исходящих от каркаса здания. Нагрузка распределяется на концы балки и передается на колонны, стены и стойки по обеим сторонам балки. Балки являются основной частью программы GATE Civil. Он может выдерживать только боковые нагрузки на оси балки. Существуют следующие типы балок:

1. Консольная балка
2. Просто поддерживаемая балка
3. Нависающая балка
4. Неподвижная балка
5. Неразрезная балка

Консольная балка

Консоль балка – элемент, один конец которого выступает за точку опоры, что позволяет ему перемещаться по вертикали под действием вертикальных нагрузок, размещенных между свободным концом и опорой.

Свободно поддерживаемая балка

Свободно поддерживаемая балка — это балка, которая поддерживается двумя точками и может перемещаться горизонтально. Мосты, балки в конструкциях и станины станков являются примерами типичного практического применения свободно опертых балок с точечными нагрузками. SSS или просто поддерживаемая балка, важная для экзамена GATE, показана ниже

Нависающая балка

Когда конец балки выходит за пределы опоры, это называется нависающей балкой. Нависание может происходить с одной или обеих сторон опор.

Фиксированная балка

Два фиксированных конца поддерживают фиксированную балку. Он также известен как балка с фиксированным концом, встроенная балка или балка с ограничениями. Он классифицируется как статически неопределимая балка, поскольку имеется более трех неизвестных, а одних только уравнений статического равновесия недостаточно для определения опорных реакций. Фиксированный луч показан ниже:

Неразрезная балка

Неразрезная стальная балка состоит из двух или более балок, сваренных вместе и усиленных дополнительными балками, образующих прочный, но гибкий компонент для крупных конструкций. Непрерывные балки, например, используются в мостах, многоэтажных зданиях, сложных конструкциях крыш и других строительных проектах.

Типы балочных опор

Стабильность конструкции зависит не столько от веса и жесткости материала, сколько от формы. В любых условиях для соединительных конструкций требуется определенная степень жесткости. Форма соединения опор влияет на несущую способность каждого элемента, из которого состоит структурная система. Каждое условие поддержки влияет на поведение элементов и, следовательно, системы. Системы поддержки горизонтальных пролетов и системы вертикальных строительных конструкций представляют собой два типа конструкций.

Кандидатам могут быть заданы вопросы из опросного листа GATE в зависимости от типа поддержки Beam. Роликовая, штифтовая, фиксированная, подвесная и простая опора — это пять основных идеализированных типов опорных конструкций, классифицируемых по формам отклонения, которые они ограничивают.

• Роликовые опоры
• Штифтовая опора
• Фиксированная опора
• Подвесная опора
• Простая опора

Получите полную информацию о шаблоне экзамена GATE, отсечке и обо всем, что связано с экзаменом Byju Exam Подготовить официальный ютуб канал .

Ежедневные бесплатные занятия по APP и Youtube, инженерные вакансии, бесплатный PDF и многое другое. Присоединяйтесь к нашей группе в Telegram. Присоединяйтесь.

Часто задаваемые вопросы о типах балок

• Что такое балки и их типы?

  Балки в технике подразделяются на многочисленные типы. Просто поддерживаемая — балка, поддерживаемая на концах, которая может свободно вращаться и не имеет сопротивления моменту. Фиксированная или кастрированная балка — это балка, которая поддерживается с обоих концов и не может вращаться. Нависающая: основная балка, выступающая за опору на одном конце.

• Сколько типов балок существует в конструкции?

  Балки различных видов используются при строительстве различных конструкций. Различные типы строительных балок зависят от условий поддержки, выбора материала, типов поперечного сечения, геометрии и других соображений.

• Почему используется балка?

  Балки служат конструктивными элементами, передающими нагрузки с плиты на колонны. Это влечет за собой установку передающих балок для переноса нагрузки с одной несущей стены на другую. Часто это горизонтальные элементы. Целью балки является поддержка стен и предотвращение нагрузки на бетонную плиту.

• Что такое прочность балки?

  Значения модуля сопротивления сечения двух балок из одного материала можно использовать для сравнения их прочности. Балка становится прочнее по мере увеличения модуля сечения; прочность балки пропорциональна модулю сечения. Материал, размер и форма поперечного сечения влияют на прочность балки.

• Сколько видов балок и назовите их?

  Типы балок включают консольные балки, свободно опертые балки, выступающие балки, фиксированные балки и неразрезные балки.

ESE & GATE ME

Mechanical Engg.GATEGATE MEHPCLBARC SOESEIES MEBARC ExamISRO ExamOther Exams

Избранные статьи

Следите за нашими обновлениями

Наши приложения

• BYJU’S Exam Prep: The Exam Приложение для подготовки

GradeStack Learning Pvt.