БАЛКА
(от голл. balk)
в т е х н и-к е, конструктивный элемент, обычно в виде бруса, работающий
гл. обр. на изгиб. Б. широко применяют в строительстве и машиностроении:
в конструкциях зданий, мостов, эстакад, транспортных средств, машин, станков
и т. д. Изготовляются Б. в основном из железобетона, металла и дерева.
В зависимости от числа опор и характера опорных закреплений различают Б.:
однопролётныё, многопролётные, консольные, с заделанными концами, разрезные,
неразрезные и др. (рис. 1). По форме поперечного сечения различают Б. прямоугольные,
тавровые, двутавровые, коробчатые и др. Наиболее выгодные (по несущей способности
и по расходу материала) поперечные сечения Б., напр. двутавровое и коробчатое,
характеризуются концентрацией материала у верхнего и нижнего краёв сечения,
где действуют макс. нормальные напряжения при изгибе (рис. 2). Прямоугольные
сечения целесообразны при относительно большой высоте и малой ширине Б.
Б. может иметь постоянное
по размеру или переменное сечение; последнее позволяет уменьшить её массу.
По назначению Б. разделяют на основные (продольные, перекрывающие пролёт
между опорами) и вспомогательные (поперечные, перекрывающие расстояния
между др. Б.). Система продольных и поперечных Б. наз. балочной клеткой.
Ж е л е з о б е т о н н ы
е Б. изготовляют монолитными и сборными. Монолитные Б. конструируются в
большинстве случаев как многопролётные неразрезные, обычно имеют прямоугольное
или тавровое сечение; последнее чаще встречается в ребристых конструкциях
(при монолитной связи Б. с плитой), реже - в виде самостоятельных Б. В
сборном железобетоне широко применяют одно-пролётные Б. различных сечений:
прямоугольного, таврового, двутаврового, полого, п-образного и т. д. Сборные
многопролётные неразрезные Б. выполняются из неск. элементов, соединяемых
в процессе монтажа. Получили распространение предварительно напряжённые
железобетонные Б.
Рис. 2. Сечения балок: 1-прямоугольное;
2 - коробчатое; 3 - двутавровое; 4 - распределение нормальных напряжений.
Металлические Б. применяют
гл. обр. при тяжёлых нагрузках.Наиболее эффективны металлич. Б. двутаврового
(прокатные и составные) и коробчатого (составные) сечения. Составные Б.
могут иметь практически неогранич. высоту и несущую способность.
Д е р е в я н н ы е Б. служат
обычно для перекрытия небольших пролётов в виде однопролётных и разрезных
конструкций. Выполняются из досок, брусьев, брёвен; для увеличения несущей
способности конструкций применяют составные сечения на шпонках, нагелях
или клеёные.
Расчёт Б. обычно производят
на прочность, жёсткость и устойчивость по законам сопротивления материалов.
Б. рассчитывают на нагрузки: постоянную (от собств. массы и массы опирающейся
на неё конструкции) и временную или полезную. Определение опорных реакций,
изгибающих моментов, поперечных сил и прогибов в статически определимых
Б. производится аналитически или графически на основе ур-ний равновесия.
Статически неопределимые неразрезные Б. рассчитывают обычно с помощью трёхчленных
ур-ний (ур-ния трёх моментов) при жёстких опорах и пятичленных - при упруго
смещающихся. Для расчёта Б., лежащих на податливом (напр., грунтовом) основании,
пользуются расчётными моделями основания (см. Основания сооружений). Подбор
поперечного сечения Б. производят в основном из условия восприятия изгибающего
момента (нормальных напряжений). Кроме того, сечение проверяют на действие
поперечной силы (касательных напряжений) и гл. напряжений. В отд. случаях
рассчитывают Б. на устойчивость. Определение касательных напряжений в Б.
впервые было предложено рус. инженером Д. И. Журавским.
Лит. см. при статьях Сопротивление
материалов, Железобетонные конструкции и изделия, Металлические конструкции,
Деревянные конструкции. Л. В. Касабъян.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я