Балка перекрытия

Балка используется в несущих конструкциях для преодоления (облегчения) весовых нагрузок. Это, в основном, опорный элемент для межэтажных перекрытий, кровельной части и настилов для пола. Дополнительно выполняет функцию скрепления, придавая необходимую жесткость и прочность сооружению. Балочная технология применяется в проектировании как гражданских, так и промышленно-технологических строений. Это ключевой элемент в постройке домов и зданий. Поэтому вопрос о том, что такое балка перекрытия и где их изготавливают в Красноярске, не теряет актуальности.

В современном строительстве балки рассматриваются в качестве продукта металлопроката, который производится из низколегированной или углеродистой стали. Эти варианты больше подходят для масштабных построек, но не исключено использование и в негабаритных объектах контейнерного типа. Также широкое применение нашли деревянные и железобетонные варианты.

Какие проблемы решают балки перекрытия

Балка служит основным фрагментом перекрытия, разделяющего этажи и ярусы в зданиях. Линейный элемент распределяет нагрузку, поступающую от верхних составляющих сооружения: от крыши, стен, коммуникационных сетей, мебели и других предметов интерьера.
Поперечину устанавливают горизонтально или под углом для равномерной передачи давления на несущие звенья конструкции: столбы, стены, колонны и т.д. При этом требуется учитывать толщину, длину и шаг расположения для устойчивости всего строения.

Показатель прочности материала изготовления позволяет определить область применения. Например, в строительстве габаритных зданий использование металлических балок разного сечения считается необходимостью с точки зрения безопасности и прочности сооружения. Это могут быть тавры, двутавры, швеллеры и уголки разной величины полок.

Продукт металлопроката обладает следующими преимуществами:

• выдерживает значительные нагрузки;
• можно увеличивать расстояние между балками;
• стройматериал долговечный, устойчив к деформации и пожаробезопасный;
• разрешается устройство длинных металлических пролетов.

Благодаря доступности разнообразных вариаций с помощью металлических балок можно создавать конструкции любой сложности. В том числе, можно укреплять и модернизировать мосты и эстакады различного типа, увеличивать пролеты и применять открытые планировки в качестве функционального архитектурного решения.

Виды балок перекрытия

Изделия классифицируются по размеру, материалу и форме сечения. По системе маркировки можно понять, из какого материала сделана балка: отметка литером I – оцинкованная сталь, SPF – пихтово-еловое дерево и т.д. А что касается габаритных характеристик, то горизонтальная ширина отмечается буквой «W», высота – «H». Максимальная выдерживаемая нагрузка – LL, класс прочности – Fb и Fv.

По форме поперечного сечения балки разделяются на следующие типы:

• квадратные (брус);
• прямоугольные, круглые;
• тавровые (Т-образные);
• двутавровые (Н-образные);
• коробчатые;
• швеллеры и др.

Первый вариант менее распространенный, т.к., при нагрузке распределение усилия происходит в наименьшем уровне. К тому же, стоимость поперечины с квадратным сечением недешевая. Поэтому их применяют в местах, где давление от нагрузок на опоры невысокое.

Стройматериал с прямоугольным срезом устанавливается путем помещения длинной стороны вертикально, а короткой –горизонтально. Таким образом, увеличивается высота, что улучшает показатель прочности. Установка овальных или круглых балок требует выполнения точных расчетов. Они служат ключевым решением при монтаже чердачных перекрытий.

«Т» образные тавровые балки отличаются высокой структурной прочностью, так как изготавливаются из высокопрочного железобетона или стали.  Это универсальный вид, применяемый в различных проектах, включая и жилищно-социальных, и промышленных комплексов. Из-за особенности формы сечения монтаж тавров несложный.

Двутавровые балки, имеющие «Н» образную форму на срезе, легкие, но более устойчивые к нагрузкам. В качестве универсального стройматериала их широко используют в строительстве зданий, мостов, железнодорожных путей и других объектов инфраструктуры. Это самые широко применяемые изделия, классифицируемые в следующем порядке:

• Ш1 и Ш2 – широкие полки (b);
• К – высокопрочные колонные, выдерживающие максимальные нагрузки;
• С – крепление сводов, в основном, используемые в горной промышленности;
• Б1, Б2 – сварочные стандартные типы;
• М – прочные, подходящие для сооружений подвесных мостов.

При использовании двутавровых балок снижается расход металла и обеспечивается равномерное распределение массы сопутствующих составляющих. Это особенно заметно в сооружениях с большими пролетами. По технологии изготовления двутавров разделают на сварные и горячекатаные типы. Также производятся деревянные двутавровые балки, в производстве которых используют доски, цельный и клееный брус.

Изделия коробчатого сечения изготавливаются методом сварки четырех металлических пластин. В результате образуется замкнутый контур. Деревянные виды сделаны из листов фанеры или других пиломатериалов. Внутренняя часть полая, что делает вес изделий легким.

Швеллеры применяются в качестве ключевых деталей в инженерном строительстве. Также их роль незаменима при строительстве складских, промышленных и жилых помещений. Это долговечные и надежные балки, изготовленные из стали и других высокопрочных материалов. Швеллер относится к фасонному виду металлопроката. Благодаря эстетичности и адаптивному дизайну они служат идеальным решением для проектирования объектов в особом архитектурном стиле.

Функции и нагрузки балок

Балка распределяет нагрузку на опорные элементы конструкции. Это несущее звено, отвечающее за безопасность и надежность всего сооружения. Область применения определяется с учетом коэффициента прочности изделий.

На этот параметр влияют следующие факторы:

• характеристики – гибкость и упругость материала изготовления;
• геометрия – высота, длина и ширина балок;
• реакция (свойства) опор на нагрузку;
• предельное состояние прочности;
• размеры полок и форма поперечного сечения.

Тип нагрузки: концентрированный, равномерный и комбинированный. Изгибающим моментом называется время воздействия нагрузочного давления. Помимо распределенной нагрузки есть и сосредоточенная к одной точке. Обычно она идет от опор или колонн. Под влиянием веса верхних составляющих возникает продольная сила.

Показатель несущей способности балок (на нее влияет площадь поперечного сечения):

Расстояние между балками называется шагом. Размер шага определяется исходя из материала производства изделий и формы сечения. В среднем расчете, заглубление торцов в стены составляет 15 см при толщине несущего основания (стена) до 20-25 см.

Расчет и проектирование балок перекрытия

Коэффициент или уровень нагрузки на конструкцию определяется сложением постоянного и переменного значения.

Постоянную нагрузку создает предварительный вес конструкции:

• утеплитель (теплоизоляция);
• подшивка потолка;
• сами балки;
• черновая отделка и чистовой пол.

Источники временной нагрузки – это вес людей, мебели и других предметов интерьера. Для проведения расчетов деревянных балок применяются следующие две формулы:

• Mmax = (q * I2) / 8;
• Wтреб = Mmax / 130.

Обозначение символов:

• М – изгибающий момент, max – максимальный;
• q – нагрузка на кв/м (масса конструкции и полезное значение 150 кг);
• I2 – значение расстояния между несущими основами;
• Wтреб – требуемая площадь сечения.

Умножение указанных величин по первой формуле осуществляется для преобразования квадратного значения в п/м (погонный метр). Для определения W используется формула W=b*h2:6. При этом b – ширина, h – высота сечения. Точные расчеты могут производить специалисты, владеющие навыками по сфере.

Заключение

В строительстве высотных зданий, мостов и эстакад использование балок перекрытия считается необходимостью. Также их применяют для капитального ремонта, модернизации и реконструкции жилых и социально-промышленных объектов. Брус позволяет равномерно распределять давление от нагрузок. Таким образом, улучшается несущая способность и устойчивость всей конструкции, параллельно увеличивается и срок эксплуатации. При этом не требуется полная перестройка существующих сооружений.

В отраслях промышленности стальные и деревянные балки выполняют задачу стеллажей, подъемного механизма, перемещающей платформы и рам в конвейерных системах. Это широко применяемый стройматериал практически во всех отраслях архитектурно-инженерного строительства.

Подробная информация на сайте: https://www.psk124.ru/services/metallokonstrukcii/balki/