Балки. Общие положения

Балки
Балка – брус, работающий преимущественно на изгиб.
Могут применятся для перекрытия пролетов до 24 м (зависит от материала)
Материалы: сталь, железобетон, древесина

Балки. Материалы
Сталь:
прокатные профили
сварные
Железобетон:
Монолитные;
Сборные
Дерево:
Цельная древесина
Клееные
Составные

Балки. Классификация
По назначению:
Прогоны
Ригели
Перемычки
По схеме работы:
Разрезные
Неразрезные
Консольные

Балки. Конструктивные схемы
Схема балки, в которой отражены материал, форма и размер сечения, а так же специальные устройства (анкеры, болты, приварка и т.д.), называется конструктивной схемой

Балки. Расчетные схемы
Расчетная схема балки – идеализированное изображение конструктивной схемы, в которой не отражены свойства, незначительно влияющие на точность расчета

Балки. Конструктивная и расчетная схемы

Балки. Простая балка
Простой балкой называют однопролетную балку на двух опорах

Балки. Простая балка

Балки. Опоры в схемах
Шарнирно-подвижная опора (допускается поворот сечения балки на опоре и горизонтальное перемещение конца балки)
Шарнирно-неподвижная опора (допускается поворот сечения балки на опоре и не допускает никаких линейных перемещений конца балки)
Жесткая заделка (не допускаются поворот и линейные перемещения)

Балки. Опоры в схемах

Балки. Опоры в схемах

Балки. Консоль
Балка может иметь один конец свободный, расположенный за опорой - консоль

Балки. Работа под нагрузкой
Нагрузки: распределенные и сосредоточенные (усилие, момент)
Балки работают на изгиб (прямой (простой) и сложный)

Балки. Работа под нагрузкой

Балки. Прямой изгиб
С геометрической точки зрения:
искривление оси балки;
удлинение растянутых (нижних) волокон;
укорочение сжатых (верхних) волокон;
неизменность длины нейтральной оси (слоя).

Балки. Прямой изгиб

Балки. Прямой изгиб
Со статической точки зрения (внутренние усилия по длине балки):
изгибающий момент Мх;
поперечная сила Qx.

Балки. Работа под нагрузкой
Усилия определяются по правилам строительной механики.
Для равномерно распределенной нагрузки:

Балки. Прямой изгиб

Балки. Прямой изгиб
С точки зрения напряженного состояния:
Нормальные напряжения (перпендикулярны к вертикальной плоскости сечения)
Касательные напряжения (лежат в плоскости сечения)

Балки. Прямой изгиб

Балки. Прямой изгиб
Нормальные напряжения в любом сечении балки:

Балки. Прямой изгиб
Касательные напряжения в любом сечении балки:

Балки. Прямой изгиб
Расчет балок по 1-ому предельному состоянию состоит из проверок расчетных сопротивлений материала на растяжение, сжатие и сдвиг:
Нормальных напряжений в крайних волокнах (растянутых и сжатых);
Касательных напряжений

Балки. Прямой изгиб
Расчет балок по 2-ому предельному состоянию состоит из:
Для стали и древесины – проверка прогиба
Для железобетона – проверка прогиба и расчет раскрытия трещин в бетоне