применение, виды, маркировка и монтаж

Любые стены нуждаются в опоре, иначе со временем они станут проседать в землю. В роли таких опор могут выступать железобетонные фундаментные балки, способные выдерживать большие нагрузки. Кроме выполнения опорной функции, конструкция из балок придаст необходимую жесткость фундаменту.

Применение

Из фундаментных балок создаются конструкции, на которые возводятся несущие стены здания. Такие конструкции облегчают начальный этап строительства, сокращая время и затраты на возведение каркаса. Как правило, их используют для постройки крупных сооружений: сельскохозяйственных, промышленных и коммерческих комплексов. В постройке небольших частных домов они встречаются реже.
Фундаментная балка (рандбалка) представляет собой профиль, выполненный из железобетонного материала. Бетон в сочетании с железной арматурой обладает высокими прочностными свойствами при механических нагрузках; стойкостью к агрессивным химическим реакциям внешней среды и воздействию влаги. Благодаря таким качествам их конструкции могут применяться в строительстве зданий:

• на рыхлых почвах;
• при эксплуатации зданий в низких температурных условиях;
• с повышенной кислотностью почвы, а также с высоким содержанием грунтовых вод;
• с высокими рисками сейсмической опасности.

Сечение и форма балок различная. Она будет зависеть от назначения конструкции фундамента и требований, предъявляемых к нагрузкам балок. По этим признакам их подразделяют на виды.

Виды

Конструкция каркаса зданий не обходится без фундаментных балок, которые, в свою очередь, подразделяются на виды:

• Связные. Связными балками соединяют опорные столбы фундамента между собой для обеспечения жесткости каркаса.
• Пристенные. Их монтаж производят по периметру фундамента, обеспечивая надежные опоры для наружных стен сооружений.
• Рядовые. Ими обеспечивают дополнительную прочность всего каркаса, монтируя между связными и пристенными балками.
• Ребристые. Этот вид балок обычно имеет широкую форму и используется для проведения технических и санитарных коммуникаций.

В нормах ГОСТ 28737–90 можно найти полную информацию по техническим характеристикам, методам хранения и их транспортировки.

Следует отметить, что балки в некоторых конструкциях фундамента могут стоять на столбах, опираясь только двумя концами. Поэтому центральная их часть будет иметь существенные ограничения по весу.

Градостроительными нормами предусмотрено возведение облегченных высоких стен на такие опоры. В качестве материала для них могут выступать панельные плиты, заполненные керамзитом или пенополистиролом. Законом не запрещается использовать и другие, более тяжелые материалы для стен в таких конструкциях. Однако, высота их будет существенно ниже. К примеру, стена из кирпича шириной в 25 см, не должна будет превышать высоту 15 метров.

Чтобы здание после окончания строительных работ отвечало всем требованиям прочности и износостойкости, важно правильно выбрать тип и размер фундаментных балок. По типам их классифицируют на тавровые и трапециевидные. Их высота по ГОСТ 28737–90 варьируется от 30 до 60 см, а длина от 145 до 1950 см. При этом балки длиною свыше 6 метров обязательно укрепляются арматурой, а те, что меньше — могут обойтись без неё. Выбор фундаментных балок будет зависеть от масштабов строительства и грунтовых условий.

Выбор размера и маркировка

Длина фундаментных балок должна подбираться в зависимости от расстояния между опорами фундамента. При расчетах необходимо учитывать запас на площадь поверхности ступени опорного столба. Площадь сечения и его тип следует выбирать от величины нагрузки на балку. При использовании типовых серийных изделий, можно использовать расчетную таблицу ГОСТа 28737–90, в которой приведены максимальные значения нагрузок для тех или иных фундаментных балок. Если же вы хотите использовать балки определенной длины, встанет необходимость выполнить расчет, или же, запросить его у завода изготовителя.

Чтобы правильно сделать заказ нужной балки знаний о размере и типе ее сечения будет недостаточным. Существуют специальные обозначения для фундаментных балок, которые во многом могут упростить процесс проведения переговоров.

Маркировка выглядит следующим образом:
«xБФхx», где «х» — это номера, а БФ — аббревиатура — балки фундаментные. Впереди стоящая цифра (от 1 до 6) означает тип и площадь сечения, а две последние — ее длину в дециметрах. Кроме этих обозначений, может указываться вид арматуры и марка ее стали, а также свойства бетона: устойчивость к агрессивным средам и влагостойкость.

Монтаж

Монтаж фундаментных балок не обойдется без участия специальной техники — подъемного крана. Для зацепления лебедкой, грандбалка должна быть оснащена специальными петлями или строповочными отверстиями, которые изготавливаются в процессе ее производства. Установку можно начинать только по окончании подготовительных работ, а именно:

• Проведение геологических исследований почвы на состав грунта.
• Расчет общей нагрузки здания
• Окончание работ по возведению монолитного фундамента. Сплошной фундамент образуется в процессе утрамбовки почвы и засыпания ее песком или другим тяжелым грунтом.
• Организация завоза и складирования. В процессе этой работы необходимо проверять каждое изделие на целостность и отсутствие повреждений.
• Проведение контроля качества всех материалов.
• Очищение строительной площадки от грязи, снега и мусора.
• Осуществление разметки будущей конструкции. Разметку выполняют с помощью колышков, между которыми натягивается нить.

Главное — правильно установить первую балку, ведь от нее будет зависеть дальнейшее расположение всей конструкции.

Поэтому необходимо использовать в работе строительный уровень. При выполнении монтажных работ важно не спешить. Малейшие ошибки могут дорого обойтись. Нередки случаи, когда монтажные петли балок обрываются из-за ошибок в работе. После такого обрыва, если фундаментная балка окажется на земле, поднять ее будет практически невозможно. Кроме того, из-за поспешных действий крановщика балка может треснуть, если ее задеть или уронить. А в некоторых случаях и вовсе переломиться, если она не армирована.

Фундаментная балка при монтаже должна опираться на ступенчатую конструкцию опорных столбов. Ступени могут быть выполнены из кирпича или отлиты из бетона при помощи опалубок. Площадь соприкосновения не должна быть меньше 200–300 мм. В противном случае будет трудно осуществить закрепление балки, что приведет к риску ее смещения. Заключительным этапом возведения фундаментальных балок станет обработка их поверхности. В этой работе необходимо использовать гидроизоляционные материалы, например, рубероид или гидроизол для обеспечения безопасности стен.

Балка — это… Что такое Балка?

Балка — – элемент плоского перекрытия; горизонтальная несущая конструкция зданий и сооружений: имеющая призматическую форму; опирающаяся в двух или более точках; применяемая для перекрытия помещений. [Терминологический словарь по строительству на… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

БАЛКА — (нем. Balken бревно, перекладина). 1) четыреугольное бревно, к которому прикрепляется пол или потолок. 2) узкая глубокая лощина, на дне которой находится вода. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БАЛКА… …   Словарь иностранных слов русского языка

балка — См. дерево… Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. балка бревно, дерево, брус, перекладина; бимс, кильсон, яруга, озда, переводина, суходол, двутавр, дол, консоль, прогон,… …   Словарь синонимов

БАЛКА — 1. БАЛКА1, балки, жен. (нем. Balken). 1. Четырехгранное бревно. 2. Горизонтальный брус, служащий связью между стенами (тех.). Поперечная балка. Деревянная, железная балка. 2. БАЛКА2, балки, жен. (обл.). Длинный овраг, лощина (в южной степной… …   Толковый словарь Ушакова

БАЛКА — 1. БАЛКА1, балки, жен. (нем. Balken). 1. Четырехгранное бревно. 2. Горизонтальный брус, служащий связью между стенами (тех.). Поперечная балка. Деревянная, железная балка. 2. БАЛКА2, балки, жен. (обл.). Длинный овраг, лощина (в южной степной… …   Толковый словарь Ушакова

БАЛКА — БАЛКА. Слово балка (немецк. Balke, голландск. Balk, вост. фризландск. Balke и Balk, древне фризландск. Balk) проникло в русский язык через Псков и Новгород. В Псковском и Новгородском языке оно было известно в XIV XV вв. (ср. в 1 Псковской… …   История слов

Балка — – горизонтальная несущая конструкция зданий и сооружений, имеющая опору в двух или более точках. Балка, перекрывающая один пролет и имеющая две опоры, называется разрезной. Балка, перекрывающая несколько пролетов и имеющая несколько опор,… …   Словарь строителя

Балка — БАЛКА, терминъ, примѣняемый въ морскомъ дѣлѣ и кораблестроеніи, представляетъ желѣзный брусъ или простѣйшаго вида кранъ, служащій для подъема на бортъ корабля тѣхъ предметовъ, названіе которыхъ обыкновенно ставится впереди этого слова. Т., напр …   Военная энциклопедия

балка́р — балкар, а; р. мн. балкар …   Русское словесное ударение

БАЛКА — жен., нем. брус, переводина, матица, бревно, положенное концами на две стены, на столбы, на стулья под домом или для настилки наката, пола, для подшивки потолка. | арх. кем. тресковая печень. Вари уху по балкам, на тресковой печени. Балчина жен …   Толковый словарь Даля

БАЛКА — жен., нем. брус, переводина, матица, бревно, положенное концами на две стены, на столбы, на стулья под домом или для настилки наката, пола, для подшивки потолка. | арх. кем. тресковая печень. Вари уху по балкам, на тресковой печени. Балчина жен …   Толковый словарь Даля

особенности межэтажных перекрытий по деревянным балкам. Характеристики сборных перекрытий между первым и вторым этажами. Описание конструкции

Балки, расположенные через равные перекрытия, являются главным элементом конструкции любого здания. На балочные перекрытия опираются дополнительные ограждающие функциональные детали. В качестве материала для балок используется железобетон, древесина, металл, комбинированные материалы.

Что это такое?

Каждый элемент балочной системы играет важную роль. Детали делаются обычно типовых размеров, собираются на месте с помощью подручных механизмов. Вид балочного перекрытия всегда связан с масштабами строения. Самый простой вариант – из древесины, подходит для частного индивидуального строительства.

Плиты перекрытия – конструктивный элемент многоэтажного дома. Элементы участвуют в непосредственном разделении дома на этажи.

Классическое перекрытие – это горизонтальная несущая конструкция здания. Кроме межэтажных элементов, перекрытия бывают цокольными и чердачными. Их различают по форме на плоские и сводчатые. Основные характеристики перекрытий обычно соответствуют требованиям, о которых осведомлены конструкторы, архитекторы, другие лица, ответственные за концепт жилстроительства. Классификация перекрытий по признакам выделяет следующие позиции:

• по материалу;
• по назначению.

Роль балочных перекрытий в жилстроительстве высока. Без балок перекрытия полы в квартирах будут прогибаться даже под незначительной тяжестью, а потолки рушиться от обычных люстр. Это своего рода прочный скелет, внешний вид которого напоминает ребра. Балками перекрытия этот скелет называется издавна. Эта основная опора всегда сооружалась и сооружается сейчас с достаточной прочностью, значительно увеличивая вес конструкции в целом.

Правда, современные материалы отличаются легким весом и хорошей прочностью.

Для чего необходимы?

Система балочных перекрытий несет в себе не только механические нагрузки. Это также теплоизоляционная и звукопоглощающая прослойка. Она изолирует внутренности дома от внешнего воздействия. Например, не допускает сырости из подвала, холода из чердака. Уличные звуки не попадают в комнаты именно благодаря качественным основам балочного перекрытия. В жилых малоэтажных зданиях они обычно каркасного типа, а межэтажные перекрытия выглядят сплошной конструкцией, которая укладывается не только между первым и вторым этажами. Они являются общим скелетом сооружения.

Механическая нагрузка на перекрытия измеряется используемым материалом и эксплуатационными характеристиками здания. Все параметры рассчитываются на основании определенных задач, которые не так-то просто исполнить.

Правильных результатов добиваются ответственные профессионалы.

Разница в расчетах связана с наличием утеплителей, используемых видов материалов. Интенсивность эксплуатации чердачных помещений, хранение вещей тоже влияют на расчетные значения.

Если на чердачном пространстве планируется мансарда, учитывается и вес напольного покрытия, а также имеющейся мебели и перегородок.

В зависимости от показателей, перекрытия бывают сборными, монолитными или комбинированными. Они необходимы, чтобы разделить между собой этажи, конструкцию чердака или подвал от основного помещения. Главные виды балочных перекрытий обычно из древесины или стали. Деревянные балки недорогие, но не используются в масштабном индустриальном строительстве. Недостатки материала:

• сгораемость;
• загнивание;
• небольшая прочность.

Перекрытия подходят для строительства деревянных сооружений, малоэтажных конструкций, хозяйственных сооружений. В жилых зданиях массового типа применяются сборные плиты из железобетона и комбинированные панели. Элементы подразделяются на мелко- и крупноразмерные. Плиты малых размеров применяют в частном строительстве или при сооружении зданий небольшой этажности.

Крупные плиты нужны для весьма значительных сооружений, при наличии весомых динамических нагрузок. Иногда типовые конструкции плит не могут быть применены, так как они не обеспечивают необходимой жесткости. Например, если сооружаемое здание сложной формы, перекрытие для него изготавливается на заказ.

У балочных перекрытий множество назначений. В общей схеме устройства балки не только принимают на себя часть усилия, но и передают ее через стены фундаменту. Это своего рода диафрагмы жесткости, которые создают прочность сооружения.

Особенности конструкции

Оптимальные варианты конструкций подбирают застройщики особыми методами. Обычно сравниваются цены, качество материала, возможные трудозатраты, сроки строительства. Этот элемент сооружения для нижних этажей является потолком. Для этажей, расположенных выше, балки – это пол. Требования у некоторых видов балочных перекрытий довольно жесткие. Например, когда нужно осуществить разделения помещений с температурной разницей. Функциональность у данных конструкций почти такая же, как у наружных стен.

Количество общих нагрузок на балочные перекрытия должно быть соразмерно эксплуатационным характеристикам здания. Если расчетные показатели не будут соблюдены, это может привести к дефектам, самый незначительный из которых – скрип полов. При грубых нарушениях работ произойдет обрушение здания при эксплуатации. Тип перекрытия должен быть правильно выбран. Только таким способом будет обеспечена надежность конструкции, а также комфорт при нахождении в жилье.

Виды

Балочные перекрытия схематично выступают несущей частью, а промежуток между ними наполняется отделочными материалами пола и потолка. Перекрытия по деревянным балкам чаще всего изготавливаются из бруса размером:

• 50*150;
• 100*150;
• 150*150;
• 150*175;
• 175*175.

Особенность деревянных балок состоит в том, что на больших расстояниях они обеспечивают прочность, но не влияют на качественную жесткость. Этот дефект устраняется правильностью расчетов, но при частном строительстве не всегда есть возможность их осуществить. Рекомендованный шаг для балочных перекрытий – 500-600 мм.

Ребристые настилы, ограниченные в использовании в обычном понимании, нашли применение в чердачных конструкциях. Они изготавливаются с ребрами в одном или двух направлениях. В верхней части есть сплошная плита. Плиты связываются между собой анкерными стальными соединениями. Они же обеспечивают единство плит с вертикальными несущими элементами здания. Стальные балки тоже подразделяются на виды, среди которых:

• монтажные;
• полумонтажные;
• монолитные системы.

Швеллеры или тавры редко используются в индивидуальном строительстве, хотя и обладают серьезными преимуществами перед другими видами. Главный недостаток подобных конструкций – существенный вес, который может достигать 400 кг. Несущие способности внешних элементов должны соответствовать данной характеристике. Например, подобные детали не подходят под панельные или сборные конструкции из газобетона.

Железобетонная структура редко практикуется в ИЖС. Технически она должна соответствовать высоте несущего элемента, который должен образовывать 1/20 часть от промежутка между основами. Ширина балки просчитывается пропорцией 5: 7.

Преимущество железобетонных конструкций в том, что возможно их самостоятельное изготовление. Это допустимо при наличии опалубочного оборудования, железобетонной смеси вида 300 и спецарматуры. Железобетонное перекрытие заполняется блоками из ячеистого бетона или пустотелыми керамическими камнями.

Использование в частном жилье подобной системы влечет повышенные трудозатраты и экономическую невыгодность проекта.

Однако устоявшиеся технологии успешно корректируются. Например, скелет по деревянным балкам можно получить такой же, как по металлическим характеристикам. Видоизменения параметров можно добиться благодаря другому порядку размещения несущих конструкций.

Балки располагаются попарно, с шагом 500 мм. Одна деталь из пары с большими габаритами выступает основой для пола, а другая (меньшая) играет роль несущего элемента для потолка. При создании данной системы исключаются любые колебания, а еще появляется идеальная звукоизоляция.

Как подобрать?

Длина балок выбирается в соответствии с величиной перекрываемого пролета. Как правило, в подсчетах участвует наименьшее расстояние, если комнаты прямоугольные. При наличии квадрата течение укладки теряет свой смысл. Особенно если дом каменный, а все его стены несущие, с достаточной прочностью. Они выдержат навалку не только от деревянных балочных перекрытий, но и от стальных и железобетонных конструкций.

Параметры балок выбираются от соотношения параметров имеющихся пролетов. При необходимости в конструкцию вводятся вспомогательные элементы с большими габаритами, которые упираются на детали меньшего сечения.

Чтобы в итоге получился пол одного уровня, балки во второстепенной конструкции закладываются в несущие основания на высоту своего сечения.

Шаг балок не всегда подчиняется единому принципу. Это обязательство связано с основами стен, в которых обустраиваются ниши. Они появляются в процессе возведения, а здесь возникают свои нюансы. В некоторых случаях балки перекрытия могут опираться на отдельно стоящие опоры, например, когда конструкция каркасная. Стойки могут быть тоже из древесины, такие элементы соединяются между собой специальными скобами.

Если пролеты в сооруженном здании более 7 метров, заполнять их рекомендуется стальными балками перекрытий. Еще эти элементы незаменимы при реконструкции строений. Например, стальные балки практиковались при возведении сталинских высоток. В совокупности с железобетонным монолитом конструкции получились очень прочными и в наши дни считаются качественными.

Принцип расположения стальных элементов схож с деревянными конструкциями. Подготовка ниш отличается некоторыми особенностями. Например, несущие элементы нуждаются в защищенности от неравномерного разделения усилий.

Под стальные балки принято укладывать специальные стальные листы или подготавливать бетонную подушку. Ниши утепляются специальными материалами.

Рекомендации

Утеплитель можно закладывать непосредственно в нишу, но при условии, когда он отсутствует в конструкции стены. Открытая ниша может быть не только проводником холода, но и причиной появления влаги и скопления конденсата. Ее важно правильно утеплить подходящим теплоизолирующим материалом.

В качестве теплоизолятора подойдет пенополистирол. Материал не впитывает влагу и хорошо сохраняет теплый воздух в помещении. При его выборе стоит учесть повышенную горючесть пенополистирола, поэтому остеречься от заполнения деревянных ниш с балками из древесины. В этом случае предпочтительней заделать нишу бетонным раствором и специальной негорючей монтажной пеной. При выборе последнего варианта конец балки рекомендуется завернуть толем или рубероидом.

Крайне не рекомендуется выбирать для этих же целей пленку или обычный полиэтиленовый мешок. В замкнутой зоне от мешка появится конденсат, стена будет промерзать. В качестве изолирующей подложки подойдет пропитка из дегтя или любой современный антисептический препарат. Это исключит преждевременное гниение балок перекрытий.

Ниша, заделанная дополнительными утеплителями, именуется глухой. Определение более распространено, чем открытая конструкция. В этом случае зазор между балкой и стеной ничем не наполняется. Материалы и трудозатраты будут сэкономлены, но звукоизоляция существенно снижена. Гидроизоляция стены внутри в этом случае также необходима, например, балки обязательно покрываются защитными материалами.

Тип перекрытия можно выбрать самостоятельно. При этом нужно учитывать характерные особенности местности. Экономически выгодные варианты можно подобрать для каждого региона в отдельности. Важные характеристики перекрытий учитываются проектировщиками. Расчеты индивидуальны для каждого конкретного сооружения. Только в этом случае можно быть уверенным в надежности конструкции, которая вне зависимости от нагрузок прослужит долгий срок службы.

О расчете деревянного перекрытия подробно рассказывается в видео ниже.

Брус или двутавровая балка в каркасном доме

 

Основным конструктивным элементов в каркасном доме является брус, но в последние годы конкурентом брусу стала деревянная двутавровая балка. Конструктивно деревянная двутавровая балка повторяет профиль балки из металла.

Профиль двутавровой балки обеспечивает максимальное сопротивление балки на изгиб – качество, которое в строительстве широко используют при устройстве перекрытий зданий и сооружений.

Устройство деревянной двутавровой балки

В малоэтажном строительстве металлические двутавровые балки редко используются. Им на замену пришли деревянные двутавровые балки. Они успешно заменяют классические деревянные перекрытия из бруса, брус в стойках каркаса и в устройстве полов, стропила из бруса в кровле каркасного дома.

Двутавровая балка из дерева представляет собой две деревянные полки, соединенные между собой стойкой из ОСП, ЛВЛ или фанеры.

ЛВЛ – это пиломатериал, изготовленный путем склейки нескольких слоев древесных листов хвойных пород дерева.

 В России более широко используют в качестве стоек ОСП и фанеру, так как ЛВЛ производят пока только два завода в городах Торжок и Нягань.

Брус или двутавровая балка

Для каркасного домостроения отлично подходят и брус, и двутавровая балка. Каждый из этих строительных материалов имеет свою эффективную сферу применения, и оба используются при возведении каркасных домов.

Двутавровые балки в каркасном строительстве домов под ключ используют при монтаже полов и перекрытий – это их эффективная сфера применения. Для монтажа каркаса в качестве стоек используют равнозначно брус и двутавровую балку. Для монтажа кровли предпочтительно использовать брус, поскольку диагональный срез двутавровой балки на оконцовке стропил ухудшает ее прочностные характеристики, чего не происходит с брусом. Обвязка по фундаменту делается из бруса или доски, но пол лучше монтировать из деревянного двутавра – это исключает скручивание и усадку. Плюс не будет скрипа полов при эксплуатации.

Технические характеристики обычного бруса и деревянной двутавровой балки

В каркасном домостроении используется четырехкантный брус, имеющий стороны не менее 100 мм. Меньший размер именуется бруском, который используется для изготовления стоек, стропил, обрешетки и других элементов каркасного дома.

Размеры бруса нормируются ГОСТами и ТУ. Самым ходовым размером является брус сечением 150х150 мм и длиной 3 или 6 метров из деревьев хвойных пород. На рынке продается брус 1, 2, 3 и 4 сортов. Для каркасного строительства используется брус 1 и 2 сорта.

Технические характеристики бруса зависят от вида древесины, ее возраста и влажности. Брус естественной влажности обладает более низкой теплозащитой и менее устойчив к грибковым поражениям древесины. У просушенного бруса выше прочность при сжатии вдоль волокон и превышает уровень 450 кг/ см², плотность достигает 900 кг/м³, момент упругости Е бруса 150х150 мм составляет 6000 -7000 МПа . Благодаря этим показателям брус используется в каркасном домостроении для изготовления каркаса и перекрытий.

Намного лучшими характеристиками обладает клееный брус, его готовят из тонких пластинок древесины хвойных пород (ламелей).

При изготовлении такого бруса предварительно пропитанные антисептиками и антипиренами ламели склеиваются и обрезаются по необходимому размеру. Такой брус может иметь длину до 12 метров с отличными характеристиками для создания перекрытий зданий с большими пролетами.

Двутавровая деревянная балка не подвержена прогибу, скручиванию и усадке. Ее длина может достигать 12-13 метров с нормативной величиной прогиба, а момент упругости Е у двутавровой балки в среднем равняется 12000 Мпа при ее весе в два раза меньше по сравнению с брусом.

Деревянная двутавровая балка или ЛВЛ брус

Лучшими характеристиками обладает ЛВЛ брус, который изготавливается из лущеного шпона (древесных пластин) толщиной 2-3 мм хвойных пород. При изготовлении несущих конструкций слои шпона направлены одинаково и склеиваются между собой фенолформальдегидным клеем. Он сравним по своим техническим характеристикам с двутавровой деревянной балкой. Например, модуль упругости вдоль волокон Е у бруса ЛВЛ, выпускаемого в Торжке, колеблется в зависимости от марки бруса от 11000 до 14000 МПа. Плотность ЛВЛ бруса составляет 480 кг/м³.

 Вес балки ЛВЛ ниже, чем у двутавровой балки. Поэтому для межэтажных и чердачных перекрытий очевидно преимущество ЛВЛ бруса.

Главным препятствием при выборе несущих элементов перекрытия в пользу двутавровой деревянной балки является ее высота: двутавровая балка «съедает» полезное пространство дома в гораздо большей мере, нежели брус ЛВЛ или обычный брус. Это утверждение справедливо при использовании бруса на пролетах в 2 — 4 метра, при больших пролетах обычный брус просто нельзя использовать. Брус ЛВЛ используют в пролетах зданий до 10 м, деревянную двутавровую балку в пролетах до 13 м. Высота двутавровой балки в этом случае достигает 40 см.

Преимущества и недостатки балок из бруса и двутавровой балки

Достоинства обычного бруса

Главным достоинством обычного бруса является его экологическая чистота и низкая стоимость в сравнении с остальными упомянутыми материалами. При возведении небольших домов в качестве основы чердачных перекрытий используют исключительно обычный брус. Нецелесообразно использовать в таких строениях клееный брус из ламелей и ЛВЛ брус из-за их дороговизны.

Недостатки обычного бруса

1. Брус из хвойных пород подвержен усадке.
2. Брус гигроскопичен – впитывая влагу, он изменяет свои характеристики теплосопротивления.
3. Брус может изменять свою геометрию, растрескиваться и скручиваться.
4. Брус подвержен гниению и заражению грибком.
5. В брусе могут поселиться короеды и другие вредители древесины.
6. Брус в пожарном смысле более опасен, чем двутавровая деревянная балка. Все элементы двутавровой балки обрабатываются антисептиками и антипиренами в процессе производства. Брус, если и проходит обработку этими веществами, то лишь поверхностную обработку.

Достоинства двутавровой деревянной балки

Преимущества двутавровой балки проистекают из его технических характеристик:

• малого веса;
• способности противостоять влаге, гниению, насекомым;
• более высокой огнестойкости, чем обычный брус;
• двутавровая балка обладает меньшей теплопроводностью, чем обычный брус;
• длительный срок службы;
• в двутавровой балке можно сверлить отдельные коммуникационные отверстия, без потери ее прочности.

Недостатки двутавровой деревянной балки

К недостаткам балки относится пластичность смол, которыми склеена балка. Со временем характеристики клеевых смол меняются, в результате чего может произойти изменение геометрии балки. Практического подтверждения этого недостатка нет, поскольку время такого изменения характеристик смол еще не наступило.

Применение этих смол вызывает нарекания к экологическим параметрам двутавровой деревянной балки, как и к ЛВЛ брусу.

К недостаткам можно отнести систему монтажа двутавровых балок. Для крепления балок разработана и производится специальная оснастка, с помощью которой происходит их надежная установка.

Недостатком является дефицит этой оснастки на рынке. В то время как брус монтируется обычными гвоздями и анкерными болтами.

Главным недостатком является высокая стоимость двутавровой деревянной балки в сравнении с обычным брусом.

Выводы

Целесообразность использования того или иного материала обосновывается не только их техническими характеристиками, но и стоимостью материала. Этот вывод полностью относится к областям использования бруса и двутавровой деревянной балки.

Двутавровая балка – более современный и более качественный материал, появившийся в результате технического прогресса в производстве строительных материалов. Как правило, в начале появления нового материала цена на него достаточно высока, но со временем процесс производства нового материала совершенствуется, технология производства удешевляется, и цены на него приходят в соответствии с его качеством. Оптимальное соотношение цена-качество материала делает материал востребованным на рынке. Это сейчас и происходит с деревянной двутавровой балкой.

Где используются деревянные балки — Строительный журнал Palitrabazar.ru

Деревянная двутавровая балка для опалубки

Актуальность дерева как строительного материала не уменьшается даже с появлением современных вариантов. Деревянные конструкции используются практически на всех этапах возведения здания, включая создание опалубки. Для этого очень часто используется двутавровая балка. Это одна из самых востребованных профильных разновидностей, которая играет роль несущего элемента при бетонировании монолитных перекрытий.

Двутавровая деревянная балка

Двутавровая деревянная балка для опалубки — конструкция, изготовленная из клееного бруса LVL и хвойной древесины. Для повышения долговечности материала и обеспечения защиты от влаги, паразитов, гниения брус покрывается специальными пропитками синтетического состава. Этот момент очень важный, поскольку он позволяет производить работы по созданию опалубки независимо от погоды.

Деревянная двутавровая балка для опалубки: виды, основные параметры

Конструкция двутавровой балки представлена двумя полками (верхней и нижней), которые выполняются из хвойного бруса, и стойкой из клееного бруса (может быть фанера). Соединяются между собой элементы двутавра посредством замка «шип-паз» и влагостойкого клея.

Сегодня на рынке представлены деревянные балки как отечественного, так и зарубежного производства. Если говорить о европейских производителях, то здесь выделяют два основных типа:

• UNI – полки производятся из хвойного бруса (ель), стойка – из фанеры.
• OPTI – полки представлены еловым брусом, стойка – LVL-брусом.

Конечно, более предпочтительным вариантом считается балка OPTI, поскольку ее стойка представлена несколькими склеенными между собой слоями хвойного шпона. Расположение волокон в соседних слоях -араллельное. Все это обеспечивает более высокие эксплуатационные характеристики готового изделия.

Среди продукции отечественного производства наиболее востребованной выступает двутавровая балка БДК-1, в которой полки могут выполняться из сосны, ели, лиственницы, а стойки – из березовой влагостойкой фанеры ФСФ.

Деревянная двутавровая балка БДК-1

Балки практически всех производителей наделены традиционным желтым цветом, влажность древесины может варьироваться в пределах 9-13%, плотность 450-680 килограмм на кубометр. При этом погонный вес отечественных балок (6 кг/пм) немного выше европейских (5-5,5 кг/пм).

Самым популярным вариантом двутавровой балки считается 200х80 мм. Также часто используются конструкции с шириной полки 40, 64 мм, толщиной стойки 24, 27 мм. При изготовлении стойки из клееного бруса ее толщина не превышает 10 мм.

Преимущества двутавровых балок из дерева

Популярность использования данных изделий в строительстве обусловлена рядом серьезных достоинств двутавровых балок:

• высокая несущая способность элемента, позволяющая создавать опалубку для перекрытий большой площади;
• экономичность — невысокая стоимость балки и возможность уменьшить количество других материалов. Так, двутавровые деревянные балки позволяют снизить общий вес несущей конструкции и отказаться от многих монтажных и опорных частей опалубки;
• возможность избежать таких явлений как растрескивание, усадка, деформация, раскалывание;
• возможно сращивание балок при помощи запиливания замка и использования обычных болтов;
• сохранение первоначальной геометрии — балки не гнутся даже при резких перепадах влажности;
• экологичность — всем прекрасно известно, что нет экологичнее стройматериала, чем дерево;
• устойчивость к воздействию извне: атмосферные осадки, влага, паразиты и пр.;
• легкость элементов, упрощение процесса подъема и монтажа конструкции. Данные факторы существенно ускоряют процесс, увеличивая рентабельность возведения здания;
• долговечность. При условии высокого качества изделия, его срок службы измеряется десятилетиями.

Где еще используется деревянная двутавровая балка

Еще одним неоспоримым преимуществом деревянных балок с двутавровым сечением выступает универсальность. Помимо создания опалубки они могут использоваться при обустройстве:

• стен. Высокие прочностные характеристики конструкции позволяет ей успешно участвовать в процессе возведения стеновых перекрытий. Разнообразие и широкий размерный ряд балок позволяет подобрать оптимальный вариант для любой панели;
• полов. Применение деревянных двутавров обеспечивает минимальный прогиб по всей плоскости изделия, что в результате обеспечивает бесшумность пола (отсутствие скрипа, треска и пр.). Характеристики балок гарантируют лагам дополнительную жесткость;
• потолка. Здесь двутавровые балки выступают в роли элементов стропильной системы при обустройстве крыши. Минимальная деформация этого стройматериала гарантирует надежность и долговечность конструкции.

Использование деревянных двутавровых балок при строительстве крыши

Монтаж двутавровых балок

Сегодня самым удобным и эффективным вариантом выступает опалубка, которая устанавливается на телескопических опорах (стойках), частью которой является деревянная двутавровая балка.

Для ее создания специальные треноги со стойками монтируются рядами по всей площади создаваемого перекрытия. Между стойками выдерживается одинаковый интервал, величина которого продиктована толщиной слоя бетонного перекрытия. Здесь обратная пропорциональность: чем больше по толщине плита, тем меньше интервал. Максимальный интервал — 1,5 метра.

Схема расстановки телескопических стоек и раскладки деревянных балок опалубки перекрытий

После установки телескопических стоек на их верхние торцы одеваются опорные держатели либо унивилки. Именно на последние уже ставится двутавровые балки для опалубки. Поперечные балки, которые по длине могут быть короче продольных, закрепляются поверх них перпендикулярно. Интервал между поперечными балками должен быть одинаковым (50-60 см). Шаг определяется в зависимости от расчётной нагрузки, созданной заливаемой бетонной смесью, и размеров опалубочных щитов.

Боковые (расположенные вертикально) щиты опалубки закрепляются специальными замковыми приспособлениями. Щели тщательно закрываются плёнкой, что исключает утечку цементного молока из раствора при бетонировании. Перед бетонированием осуществляется выверка горизонтальности опалубки, для чего применяется строительный уровень. При необходимости регулировка ведется посредством корректировки высоты стоек.

При возведении монолитных конструкций строителям часто приходится пользоваться несколькими разновидностями опалубочных систем, меняя их в зависимости от специфики заливаемого элемента. .

Изготовление монолитного перекрытия сопряжено с рядом трудностей и требует достаточно высокого уровня квалификации. В настоящее время существует несколько разновидностей опалубки .

Изготовление монолитного перекрытия требует использования качественной опалубки, рабочие характеристики которой соответствуют параметрам возводимой конструкции. На сегодняшний день рынок предлагает аренду .

В монолитном строительстве используется множество опалубочных систем, предназначенных для монтажа перекрытий. В общих чертах их можно охарактеризовать как комплекс, состоящий .

Деревянные балки на перекрытия для большого пролета

Возможность безопорного перекрытия больших площадей значительно расширяет архитектурные возможности при проектировании дома. Положительное решение балочного вопроса позволяет «играть» с объёмом комнат, устанавливать панорамные окна, строить большие залы. Но если перекрыть «деревом» расстояние в 3-4 метра не трудно, то, какие балки использовать на пролете 5 м и более – это уже сложный вопрос.

Деревянные балки перекрытия — размеры и нагрузки

Сделали деревянное перекрытие в брусовом доме, а пол трясётся, прогибается, появился эффект «батута»; хотим делать деревянные балки перекрытия 7 метров; нужно перекрыть комнату длиной в 6, 8 метров так, чтобы не опирать лаги на промежуточные опоры; какой должна быть балка перекрытия на пролет 6 метров, дом из бруса; как быть, если хочется сделать свободную планировку – такие вопросы часто задаются форумчанами.

У меня дом примерно 10х10 метров. На перекрытие я «кинул» деревянные лаги, их длина — 5 метров, сечение — 200х50. Расстояние между лагами – 60 см. В процессе эксплуатации перекрытия выяснилось, что когда дети бегают в одной комнате, а ты стоишь в другой, то по полу идёт достаточно сильная вибрация.

И подобный случай далеко не единственный.

Не могу понять, какие балки для межэтажных перекрытий нужны. У меня дом 12х12 метров, 2-х этажный. Первый этаж сложен из газобетона, второй этаж мансардный, деревянный, перекрыт брусом 6000х150х200мм, уложенным через каждые 80 см. Лаги положены на двутавр, который опирается на столб, установленный посередине первого этажа. Когда хожу по второму этажу, то чувствую тряску.

Балки на длинные пролеты должны выдерживать большие нагрузки, поэтому, чтобы возвести прочное и надёжное деревянное перекрытие с большим пролётом, их нужно тщательно рассчитать. В первую очередь, необходимо понять, какую нагрузку сможет выдержать деревянная лага того или иного сечения. И потом продумать, определив нагрузку для балки перекрытия, какие надо будет делать черновое и финишное покрытие пола; чем будет подшиваться потолок; будет ли этаж полноценным жилым помещением или нежилым чердаком над гаражом.

Чтобы рассчитать нагрузку на балки перекрытия, нужно сложить:

1. Нагрузку от собственного веса всех конструкционных элементов перекрытия. Сюда входит вес балок, утеплителя, крепежа, покрытия пола, потолок и т.д.
2. Эксплуатационную нагрузку. Эксплуатационная нагрузка может быть постоянной и временной.

Поэтому при расчёте эксплуатационной нагрузки необходимо продумать всё – вплоть до того, какую мебель планируется ставить, и есть ли вероятность в будущем установки спортивного тренажёра, который тоже весит далеко не один килограмм.

За нагрузку, действующую на деревянные балки перекрытия большой длины, принимаются следующие значения (для чердачных и межэтажных перекрытий):

• Чердачное перекрытие – 150 кг/кв.м. Где (по СНиП 2.01.07-85), с учётом коэффициента запаса – 50 кг/кв.м – это нагрузка от собственного веса перекрытия, а 100 кг/кв.м — нормативная нагрузка.

• Для междуэтажных перекрытий и перекрытий мансардного этажа общая нагрузка берётся из расчёта 350-400 кг/кв.м.

Перекрытия досками 200 на 50 и другие ходовые размеры

Вот какие балки на пролете 4 метра допускаются нормативами.

Чаще всего при строительстве деревянных перекрытий используются доски и брус так называемых ходовых размеров: 50х150, 50х200, 100х150 и т.д. Такие балки удовлетворяют нормам (после расчёта), если планируется перекрывать проём не более четырех метров.

Для перекрытия длиной в 6 и более метров размеры 50х150, 50х200, 100х150 уже не подходят.

Деревянная балка более 6 метров: тонкости

На балку перекрытия действует распределённая и сосредоточенная нагрузка. Поэтому деревянные балки для больших пролетов проектируются не «впритык», а с запасом по прочности и допустимому прогибу. Это обеспечивает нормальную и безопасную эксплуатацию перекрытия.

Для расчёта нагрузки, которую выдержит перекрытие, надо обладать соответствующими знаниями. Чтобы не углубляться в формулы сопромата (а при строительстве гаража это точно избыточно), обычному застройщику достаточно воспользоваться онлайн-калькуляторами по расчёту деревянных однопролётных балок.

Самостройщик чаще всего не является профессиональным проектировщиком. Всё, что он хочет знать, – это какие балки нужно смонтировать в перекрытии, чтобы оно отвечало основным требованиям про прочности и надёжности. Это и позволяют высчитать онлайн-калькуляторы.

Пользоваться такими калькуляторам просто. Чтобы сделать расчеты необходимые значения, достаточно ввести размеры лаг и длину пролёта, которые они должны перекрыть.

Также для упрощения задачи можно применить готовые табли

Виды деревянных балок перекрытия — расчет балки на прочность

Перекрытие – очень важный конструктивный элемент любого здания, будь то частный дом или здание большого предприятия. Больше всего вопросов вызывает технология перекрытия. О том, как выполняется монтаж балок перекрытия, какие нюансы стоит при этом учитывать, мы и поговорим в данном материале.

Общая характеристика балок из дерева

При строительстве именно деревянные балки перекрытий считаются самым экономичным вариантом. Их монтаж не вызывает особых трудностей. Материал характеризуется низкой теплопроводностью, особенно по сравнению с железобетонными, стальными балками.

Конечно, есть у дерева и свои недостатки. Например, невысокая механическая прочность. Если металл поражает коррозия, то дерево – различные грибки и микроорганизмы. Вот почему перед установкой необходимо тщательно обрабатывать их различными антипиренами и антисептиками.

Основные требования к перекрытиям

Что такое перекрытие? Так называется горизонтальная конструкция, которая разделяет пространство сооружения по высоте. Именно благодаря ему можно ставить в помещениях сколько угодно мебели, размещать оборудование. Кроме того, соединение балок прочно связывает несущие стены, делает сооружение более устойчивым. Деревянные балки перекрытий бывают цокольные, подвальные, чердачные и междуэтажные.

Балка перекрытия из дерева должна соответствовать следующим требованиям:

1. Прочность. Поскольку речь идет о достаточно серьезных нагрузках, материал должен выдержать их. Учитывайте постоянное давление и переменное.
2. Жесткость. Насколько используемый материал способен сопротивляться изгибу?
3. Тепловая и звукоизоляция.
4. Пожарная безопасность.

Разновидности перекрытий: какие бывают?

В зависимости от назначения, можно выделить такие разновидности перекрытий:

1. Цокольное. Поскольку оно является основой для пола, к балкам предъявляются повышенные требования. Стоит ли говорить, насколько прочными они должны быть?

Небольшой совет. Если планируете строить гараж или подвал под 1-м этажом, перекрытие лучше делать по балкам, сделанным из металла. Дерево подвержено гниению, выдержать солидную нагрузку сможет далеко не всегда.

2. Чердачное.
3. Междуэтажное.

Деревянные балки перекрытий бывают:

• Цельные. Производятся из твердых пород – как хвойных, так и лиственных.
• Клееные. Благодаря данной технологии, возможно изготовление планок приличной длины – вплоть до двадцати метров. Обладают повышенной прочностью, способны выдержать очень большие нагрузки. Еще одна особенность – идеально гладкая поверхность. Благодаря ей, снизу дерево оставляют открытым – оно становится настоящей изюминкой помещения.

Тонкости расчетов

Итак, вы поставили цель определить, сколько балок понадобится для перекрытия. Чтобы сделать это, необходимо:

1. Выполнить замеры пролета, который планируете перекрывать.
2. Выяснить, какой способ крепежа на стене будет наиболее оптимальным.
3. Рассчитать нагрузку.
4. Подобрать нужный шаг и сечение, используя таблицы или специальный калькулятор.

Балки перекрытия: определение длины

Расчет длины выполняется в соответствии с размерами пролета, который будут перекрываться, а также глубиной заделывания в стены. Чтобы измерить длину пролета, воспользуйтесь рулеткой. Что касается глубины заделывания, во многом она зависит от материала.

Когда дом построен из кирпичей или блоков, балки перекрытия заделывают в «гнезда» глубиной 10 см и более (доска), 15 см и более (брус). Если сооружение деревянное, материал монтируется в отдельные зарубки глубиной минимум 7 см. Используете металлические крепления? В таком случае, длина балок и пролета будет одинаковой. Также допускается вариант, когда в процессе монтажа стропильных ног они выпускаются наружу, примерно на 30-40 сантиметров за пределы стен. Так формируется свес.

Оптимальным будет вариант, когда балки перекрытий деревянные используются для перекрытия пролетов в 250 – 400 сантиметров. Когда пролет достаточно длинный (более 4 метров), на помощь приходят современные конструкции из клееного бруса.

Как определить нагрузку?

Для начала давайте выясним, что представляет собой такая нагрузка. Она состоит из:

• Нагрузки элементов перекрытия.
• Эксплуатационного давления бытовых устройств, людей и пр. Расчет нагрузки достаточно громоздкий, обычно выполняется опытными специалистами. Однако вы всегда сможете сделать его самостоятельно. Предлагаем упрощенный вариант, с которым мы познакомим вас ниже.

А начнем мы с расчета перекрытия для чердака, на котором не планируется укладка крупногабаритных вещей, утеплитель будет легким (например, минеральная вата). Согласно предписанию СНиП 2.01.07-85, нагрузка составит:

• 70 х 1,3 = 90 кг/м2. В данной схеме 70 – норма нагрузки в килограммах на один квадратный метр, а 1,3 – запас. Общая расчетная нагрузка рассчитывается следующим образом: Робщ.=Рсобств.+Рэкспл. = 50+90=130 кг\м2. Округлим полученное значение в лучшую сторону и получим 150 кг/м2.
• Планируя другой, более громоздкий утеплитель, и хранение различных вещей на чердаке, нормативное значение нагрузки желательно увеличить до 150 килограмм на м2. Что касается общей нагрузки, она составит: 50+150х1,3 = 245 кг/м2.
• Есть еще и третий вариант, когда чердак используют для обустройства мансарды. Расчетная нагрузка при этом возрастает до 300 кг/м2.

Запомните одно простое правило: жесткость и прочность всего перекрытия зависит скорее от высоты балок, нежели от ширины. Поскольку на конструкцию действуют два вида нагрузки (сосредоточенная и распределенная), проектировать перекрытия нужно с небольшим запасом прочности. Это гарантирует, что эксплуатация перекрытия будет не только долговечной, но и безопасной.

Деревянные балки перекрытий: как узнать шаг, сечение?

Когда знаешь нужную длину каждой балки перекрытия из дерева, расчетную нагрузку, несложно узнать сечение, шаг укладки. По мнению большинства инженеров и специалистов в области строительства, универсальным вариантом будет прямоугольное сечение с соотношением ширины/высоты 1:1,4 (S и H соответственно).

Ширина балок может варьироваться от 4 до 20 сантиметров, высота – от 10 до 30 см. Когда с этой целью используются бревна, их диаметр варьируется от 11 сантиметров до 30.

Теперь давайте поговорим о шаге балок. В зависимости от вида, он варьируется в пределах 30-120 сантиметров. Если здание каркасное, необходимо, чтобы шаг укладки был таким же, как шаг стоек. Это позволит добиться максимальной жесткости.

Подведем итог вышесказанного. Вы только что узнали, как рассчитывать шаг и длину деревянных балок перекрытия, выполнять некоторые другие расчеты. Данный материал будет полезен всем, кто занимается строительством или хотел бы лично проконтролировать правильность расчетов, выполненных другими специалистами.

21 Тип балок в строительстве [PDF]

Имя пользователя *

Электронное письмо*

Пароль*

Подтвердить Пароль*

Имя*

Фамилия*

Страна Выберите страну … Аландские острова IslandsAfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelauBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Санкт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongo (Браззавиль) Конго (Киншаса) Кук IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraÇaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГватемалаГернсиГвинеяГвинея-БисауГайанаГайтиОстров Херд и острова МакдональдГондурасХо нг КонгВенгрияИсландияИндияИндонезияИранИракОстров МэнИзраильИталия Кот-д’ИвуарЯмайкаЯпонияДжерсиИорданияКазахстанКенияКирибатиКувейтКиргизияЛаосЛатвияЛебанЛезотоЛиберияЛибияоЛихтенштейнЛихтенштейнЛитва ЮжныйAR, ChinaMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorwayOmanPakistanPalestinian TerritoryPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalQatarRepublic из IrelandReunionRomaniaRussiaRwandaSão Tomé и PríncipeSaint BarthélemySaint HelenaSaint Китса и NevisSaint LuciaSaint Мартин (Голландская часть) Сен-Мартен (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSan MarinoSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузия / Sandwich ОстроваЮжная КореяЮжный СуданИспанияШри-ЛанкаСуданСуринамШпицберген и Ян-МайенСвазилендШвецияШвейцарияСирияТайваньТаджикистанТанзанияТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурция ТуркменистанТуркс и Острова КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобритания (Великобритания) США (США) УругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамУоллис и ФутунаЗападная СахараЗападное СамоаЙеменЗамбияЗимбабве

Captcha *

Регистрируясь, вы соглашаетесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности.*

Что такое конструкция балки? (с иллюстрациями)

Конструкция балки — это как способ соединения несущих балок, так и методы использования этих балок для создания конструкций. Несмотря на то, что существует несколько различных типов балок, почти все конструкционные балки изготавливаются из дерева, стали или их комбинации. Двумя наиболее распространенными формами балок являются длинные прямоугольные коробки, распространенные для дерева и композитных материалов, и формы в виде буквы «I», характерные для конструкции из стальных балок.

Стальной двутавр.

С первых дней строительства дерево было обычным материалом для изготовления балок. Древесина — самый распространенный материал, используемый при строительстве жилых домов. Есть несколько типов деревянных балок, но они делятся на несколько категорий.

Хорошо видны балки на мемориальном мосту Майка О’Каллагана и Пэта Тиллмана, который был построен рядом с плотиной Гувера.

Стандартные деревянные опорные балки — это вертикальные балки, используемые в основном в домах.Эти балки представляют собой толстые прямоугольные деревянные бруски, которые поддерживают основную структуру дома. Они находятся в углах зданий и в центре дома внутри стен, часто возле дверных проемов. Многие дома, особенно старые, имеют опорные балки в подвале, поддерживающие всю конструкцию.

Балки перекрытия — еще одна распространенная деревянная опорная балка.Эти балки горизонтальные и находятся в перекрытиях и потолках домов. Это помогает распределить вес конструкции до

Что такое балки и колонны в конструкциях?

Балки и колонны — это два важных типа структурных элементов, которые играют ключевую роль в создании безопасного пути нагрузки для передачи веса и сил, действующих на конструкцию, на фундамент и на землю. Балки и колонны могут быть построены с использованием тех же форм и материалов, но каждая из них выполняет разные функции и спроектирована по-разному.

Балки обычно представляют собой горизонтальные конструктивные элементы, которые несут нагрузки, перпендикулярные их продольному направлению. Подумайте о балансировочной бревне в гимнастике. Это прямоугольный объект длиной 15 футов, поддерживаемый с обоих концов. Когда человек идет по перекладине около середины пролета, его вес представляет собой направленную вниз вертикальную силу, действующую перпендикулярно продольному направлению балки.

Балки используются для поддержки веса полов, потолков и крыш здания и для передачи нагрузки на вертикальный несущий элемент конструкции.Иногда большие и тяжелые балки, называемые передаточными балками, используются для поддержки совокупного веса уложенных друг на друга стен или других балок и передачи нагрузки на опоры.

Проектирование или определение размеров балок требует понимания основных физических принципов и инженерной статики. Инженер-строитель обучен и полностью оборудован для проверки нагрузок, действующих на балку, расчета сил и напряжений, действующих на нее, и выбора материала, размера и формы соответственно. Часть инженерных консультаций, которые я предоставляю своим клиентам, — это структурное проектирование балок в новых зданиях и восстановление или усиление существующих балок в конструкции.

В случае нового здания существует большая гибкость в выборе размера и типа материалов для балок, которые лучше всего подходят для конструкции. Наиболее распространенные типы материалов, которые я рекомендую своим клиентам, — это балки из стальных профилей, железобетон, цементная кладка и балки из дерева. У всех материалов есть свои плюсы и минусы, но обычно их выбирают исходя из их стоимости, размера и огнестойкости.

При работе над структурным дизайном новой балки или восстановлением существующей, я принимаю во внимание несколько факторов.Эти факторы включают в себя величину нагрузки, действующей на балку, длину или пролет балки, доступную высоту под балкой или любые ограничения по геометрии, пределы прогиба балки, прочность материала, а также класс огнестойкости и стойкость. . Подобные факторы используются при проектировании колонн.

Колонны — это вертикальные структурные элементы, в которых нагрузка передается параллельно продольной оси как сжатие, а иногда и как растяжение. Например, представьте себе прямоугольный стол с четырьмя ножками по углам.Вес стола и всех предметов на столе передается на пол через ножки, действующие при сжатии. В этом случае ноги можно рассматривать как колонны.

Колонны используются для поддержки балок перекрытия / крыши и колонн верхнего этажа. Колонны нижнего этажа высокого здания должны выдерживать совокупный вес всех этажей выше. Поэтому в идеале расположение колонн должно быть одинаковым на всех этажах. Это не всегда возможно, особенно в сложных архитектурных проектах, где каждый этаж имеет разную планировку.В таких случаях я часто призываю клиентов привлекать группу проектировщиков конструкций на ранних этапах проекта, чтобы они вместе с архитекторами разработали наиболее идеальную компоновку колонн.

При проектировании колонны в новом здании я принимаю во внимание несколько факторов. Я начинаю с расчета веса перекрытий / крыши, поддерживаемых колонной, затем выбираю материал и размер по мере необходимости. Высота столбца играет важную роль в общем размере столбца. Колонна, которая поддерживает 1000 фунтов и имеет высоту 10 футов, возможно, должна быть вдвое больше колонны, поддерживающей 1000 фунтов, и иметь высоту 20 футов.Все зависит от геометрии колонн и свойств материала.

Надеюсь, это даст вам хорошее представление о том, какие балки и колонны находятся в конструкции и здании и почему они являются очень важными структурными элементами, которые нельзя упускать из виду. В следующий раз, когда вы войдете в здание или проезжаете по мосту, попробуйте осмотреться и выяснить, какие элементы, которые вы видите, используются как балки, а какие — колонны. Если вы застряли или у вас есть какие-либо вопросы относительно структуры, которую вы просматриваете, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, и мы будем рады помочь вам!

Если вам нужна дополнительная информация об основах проектирования конструкций, не стесняйтесь использовать наше полное руководство здесь!

Ной — профессиональный инженер, работающий в Crosier Kilgour & Partners Ltd, консалтинговой фирме по проектированию строительных конструкций в Виннипеге, Манитоба, Канада, и имеет более чем 8-летний опыт работы в инженерной профессии в качестве проектировщика конструкций и менеджера проектов.Он работал над множеством уникальных проектов на протяжении всего времени в инженерной сфере, включая оценку состояния существующих структур, реконструкцию существующих зданий, дополнения к существующим зданиям и проектирование новых структур, которые он получает привилегию видеть, как они строятся с нуля. в городе, в котором он вырос.

Последние сообщения Ноя Московича (посмотреть все)

Колонно-балочная система в строительстве

В этой статье дается краткое введение в систему колонн и балок типичного здания или сооружения.

Введение

Система колонн и балок использовалась в строительстве со времен Древнего Египта (который просуществовал примерно с 3100 г. до н.э., пока не был окончательно поглощен Римской империей в 30 г. до н.э.), Древней Греции и Древнего Рима. В современном строительстве система колонна-балка-плита используется во всех надстройках с использованием новых технологий и строительных материалов. Обычно нагрузка от плиты передается на колонны или стены через балки вниз к фундаменту, а затем на поддерживающий грунт под ним.

Колонна

Столбцы (Источник изображения: Википедия)

Столбцы (Источник изображения: Википедия)

Колонна может быть определена как вертикальный элемент конструкции, предназначенный для передачи сжимающей нагрузки. Колонна передает нагрузку от перекрытия / плиты крыши и балки, включая собственный вес, на фундамент. Следовательно, следует понимать, что отказ колонны приводит к обрушению всей конструкции. Поэтому дизайн колонны должен иметь большое значение.

В современной строительной индустрии колонны в основном возводятся из бетона; помимо этого используются такие материалы, как дерево, сталь, армированный волокном полимер, ячеистый ПВХ и алюминий. Тип материала определяется масштабом, береговой линией и применением конструкции.

Типы колонн

Колонны

можно классифицировать по форме, коэффициенту гибкости, типу нагрузки и схеме бокового армирования.

Классификация по коэффициенту гибкости

Длинная или тонкая колонна [Длина превышает критическую длину потери устойчивости, и она выходит из строя из-за потери устойчивости.]

• Короткая колонна [Длина меньше критической длины продольного изгиба, и она разрушается при срезании.]
• Промежуточная колонка

На основе формы

• Прямоугольник
• Квадрат
• Циркуляр
• Многоугольник

По типу нагрузки

• Колонна с осевой нагрузкой
• Осевая нагрузка и неосевая изгибная колонна
• Стойка для осевой нагрузки и двухосного изгиба

По схеме бокового усиления

• Связанные столбики
• Спиральные колонны

RCC Колонны (ЖБИ)

Железобетонную колонну можно определить как конструктивный элемент со стальным каркасом (арматурными стержнями), состоящий из бетона, который предназначен для восприятия сжимающих нагрузок.

На рисунке показано армирование колонны сечением 500 × 500.

Армирование секций колонн

Балки

Балка — это конструктивный элемент, который проходит горизонтально между опорами и несет нагрузки, действующие под прямым углом к ​​длине балки. Они имеют малое поперечное сечение по сравнению с их размахом. Ширина и глубина типичной балки «малы» по сравнению с ее пролетом. Как правило, ширина и глубина меньше пролета / 10.

Обычно на балку действуют два набора внешних сил и два типа внутренних сил. Внешние нагрузки — это нагрузки, приложенные к балке, и реакции на нагрузки от опор. Двумя типами внутренних сил являются изгибающие моменты и поперечные силы. Внутренняя сила сдвига и внутренний изгибающий момент могут быть представлены в виде пар сил. На рисунке ниже показана типичная балка с действующими на нее внутренними и внешними силами.

Балка с внутренними и внешними силами

Есть несколько типов балок

• Балка с простой опорой
• Фиксированная балка
• Консольная балка
• Балка сплошная
• Консольная балка

Автор: Ниланта Перрера

Комментарии

комментария

bridge | История, конструкция, типы, детали и факты

Мост , конструкция, которая проходит между опорами горизонтально и предназначена для восприятия вертикальных нагрузок.Прототип моста довольно прост — две опоры удерживают балку — но инженерные проблемы, которые необходимо преодолеть даже в этой простой форме, присущи каждому мосту: опоры должны быть достаточно прочными, чтобы удерживать конструкцию, и промежуток между опорами должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки. Пролеты обычно делают как можно короче; длинные пролеты оправданы там, где нет хороших фундаментов, например, на глубоководных эстуариях.

Большой мост Сето

Многопролетный Большой мост Сето через Внутреннее море, соединяющий Кодзиму, Хонсю, с Сакаиде, Сикоку, Япония.

Orion Press, Токио

Британская викторина

Мост Викторина

Где самый длинный мост? Где находится мост Золотые Ворота? Узнайте об известных мостах, а также о мостах, установивших мировые рекорды, в этой викторине.

Все основные мосты строятся на деньги населения.Таким образом, конструкция моста, наилучшим образом отвечающая интересам общества, преследует тройную цель: быть максимально эффективным, экономичным и максимально элегантным. Эффективность — это научный принцип, в котором важно сократить количество материалов при одновременном повышении производительности. Экономия — это социальный принцип, который ценит снижение затрат на строительство и обслуживание при сохранении эффективности. Наконец, элегантность — это символический или визуальный принцип, который оценивает личное выражение дизайнера без ущерба для производительности или экономии.Нет разногласий по поводу того, что составляет эффективность и экономичность, но определение элегантности всегда было спорным.

Современные дизайнеры писали об элегантности и эстетике с начала 19 века, начиная с шотландского инженера Томаса Телфорда. В конечном итоге мосты принадлежат широкой публике, которая является окончательным арбитром в этом вопросе, но в целом профессионалы занимают три позиции. Первый принцип гласит, что конструкция моста является прерогативой инженера и что красота полностью достигается только путем добавления архитектуры.Вторая идея, аргументированная с точки зрения чистой инженерии, настаивает на том, что мосты, обеспечивающие наиболее эффективное использование материалов, по определению красивы. Третий случай утверждает, что архитектура не нужна, но инженеры должны думать о том, как сделать структуру красивой. Этот последний принцип признает тот факт, что у инженеров есть много возможных вариантов примерно равной эффективности и экономичности, и поэтому они могут выражать свои собственные эстетические идеи без значительного увеличения материалов или стоимости.

Подвесной мост Томаса Телфорда через реку Конуи, ведущий к замку Конви, район округа Конуи, Уэльс.

J. Allan Cash Фотобиблиотека / Encyclopædia Britannica, Inc.

Вообще говоря, мосты можно разделить на две категории: стандартные путепроводы или мосты уникальной конструкции через реки, пропасти или устья. В этой статье описываются особенности, общие для обоих типов, но основное внимание уделяется уникальным мостам из-за их большего технического, экономического и эстетического интереса.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Элементы конструкции моста

Основные формы

Существует шесть основных форм моста: балка, ферма, арка, подвеска, консоль и опора.

мостовидных протезов

Шесть основных мостовидных форм.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Балочный мост является наиболее распространенной формой мостов. Балка воспринимает вертикальные нагрузки при изгибе.Когда балочный мост изгибается, он подвергается горизонтальному сжатию сверху. При этом низ балки подвергается горизонтальному растяжению. Опоры переносят нагрузки от балки за счет сжатия вертикально к фундаменту.

Балочный мост, в котором силы растяжения показаны красными линиями, а силы сжатия — зелеными линиями.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Когда мост состоит из балок, проходящих только между двумя опорами, он называется мостом из балок с простой опорой.Если две или более балки жестко соединяются вместе через опоры, мост становится неразрезным.

Балка (конструкция)

Статически определяемая балка, изгибающаяся (провисающая) под равномерно распределенной нагрузкой.

Балка — это горизонтальный элемент конструкции, способный выдерживать нагрузку, прежде всего, за счет сопротивления изгибу. Изгибающая сила, создаваемая в материале балки в результате внешних нагрузок, собственного веса, пролета и внешних реакций на эти нагрузки, называется изгибающим моментом.

Обзор

Балки обычно несут вертикальные силы тяжести, но могут также использоваться для переноса горизонтальных нагрузок (т. Е. Нагрузок, вызванных землетрясением или ветром). Нагрузки, переносимые балкой, передаются на колонны, стены или фермы, которые затем передают силу на соседние элементы сжатия конструкции. В легкой каркасной конструкции балки опираются на балку.

Виды балок

Балки характеризуются своим профилем (формой поперечного сечения), длиной и материалом.В современном строительстве балки обычно изготавливаются из стали, железобетона или дерева. Одним из наиболее распространенных типов стальных балок является двутавровая балка или балка с широкими полками (также известная как «универсальная балка» или, для более толстых секций, «универсальная колонна»). Это обычно используется в зданиях и мостах со стальным каркасом. Другими распространенными профилями балок являются С-образный канал, балка полого конструктивного профиля, труба и угол.

Балки также описываются тем, как они поддерживаются. Опоры ограничивают поперечные и / или вращательные движения, чтобы удовлетворить условиям устойчивости, а также ограничить деформации до определенного допуска.Простая балка поддерживается штифтовой опорой на одном конце и роликовой опорой на другом конце. Балка с опорой, закрепленной в боковом и поворотном направлениях на одном конце, без опоры на другом конце, называется консольной балкой . Балка, которая просто поддерживается в двух точках и имеет один или оба конца, выходящие за пределы опор, называется выступающей балкой .

Структурные характеристики

Момент инерции

Основная статья: Момент инерции

Момент инерции объекта относительно данной оси описывает, насколько сложно изменить его угловое движение вокруг этой оси.Следовательно, он включает не только общую массу объекта, но и то, как далеко каждый бит массы находится от оси. Чем дальше масса объекта, тем больше у него инерции вращения и тем больше силы требуется для изменения скорости его вращения.

Схема жесткости простой квадратной балки (А) и универсальной балки (Б). Полки универсальной балки расположены в три раза дальше друг от друга, чем верхняя и нижняя половины сплошной балки. Второй момент инерции универсальной балки в девять раз больше, чем у квадратной балки равного сечения (стенка универсальной балки для упрощения игнорируется)

Напряжение в балках

Внутри балки испытывают сжимающие, растягивающие и касательные напряжения в результате приложенных к ним нагрузок.Как правило, под действием гравитационных нагрузок исходная длина балки немного уменьшается, чтобы охватить дугу меньшего радиуса в верхней части балки, что приводит к сжатию, в то время как такая же исходная длина балки в нижней части балки слегка растягивается, чтобы заключить дуга большего радиуса и поэтому находится под напряжением. Такая же исходная длина середины балки, обычно на полпути между верхом и низом, такая же, как и радиальная дуга изгиба, поэтому она не подвергается ни сжатию, ни растяжению, и определяет нейтральную ось (пунктирная линия в балке рисунок).Над опорами балка подвергается напряжению сдвига. Есть несколько железобетонных балок, в которых бетон полностью сжимается под действием растягивающих усилий, воспринимаемых стальными арматурами. Эти балки известны как балки из предварительно напряженного бетона и изготавливаются для создания сжатия, превышающего ожидаемое растяжение в условиях нагрузки. Стальные стержни из высокопрочной стали растягиваются, когда на них опускается балка. Затем, когда бетон затвердеет, связки медленно освобождаются, и балка немедленно подвергается эксцентрическим осевым нагрузкам.Эта эксцентричная нагрузка создает внутренний момент и, в свою очередь, увеличивает несущую способность балки по моменту. Они обычно используются на автомобильных мостах.

Основным инструментом для структурного анализа балок является уравнение Эйлера – Бернулли. Другие математические методы определения прогиба балок включают «метод виртуальной работы» и «метод отклонения склона». Инженеры заинтересованы в определении прогибов, потому что балка может находиться в прямом контакте с хрупким материалом, например стеклом.Прогиб луча также сведен к минимуму по эстетическим соображениям. Заметно провисающая балка, даже если она конструктивно безопасна, неприглядна, и ее следует избегать. Более жесткая балка (высокий модуль упругости и высокий второй момент площади) обеспечивает меньший прогиб.

Математические методы определения сил балки (внутренние силы балки и силы, действующие на опору балки) включают «метод распределения моментов», метод силы или гибкости и метод прямой жесткости.

Общие формы

Большинство балок в железобетонных зданиях имеют прямоугольное поперечное сечение, но наиболее эффективное поперечное сечение для балок с простой опорой — это двутавровое или двутавровое сечение.Из-за теоремы о параллельности оси и того факта, что большая часть материала находится далеко от нейтральной оси, второй момент площади балки увеличивается, что, в свою очередь, увеличивает жесткость.

Двутавровая балка является наиболее эффективной формой только в одном направлении изгиба: вверх и вниз, если смотреть на профиль как на I. Если балка изгибается из стороны в сторону, она действует как H, где она менее эффективна. Самая эффективная форма для обоих направлений в 2D — это коробка (квадратная оболочка), однако наиболее эффективной формой для изгиба в любом направлении является цилиндрическая оболочка или труба.Но для однонаправленной гибки лучше использовать двутавровую или широкополочную балку. ^{[ требуется ссылка ]}

Эффективность означает, что при одинаковой площади поперечного сечения (объем балки на длину) при одинаковых условиях нагрузки балка прогибается меньше.

No related posts.