Co to jest betonowa belka?
W inżynierii budowlanej belka betonowa jest zespołem nośnym, który może być stosowany do przenoszenia zarówno obciążeń poziomych, jak i pionowych. Znane jako belki żelbetowe lub żelbetowe (RCC), belki te są wykonane przez obudowę stalowych prętów, płyt lub włókien w betonie. Takie stalowe wzmocnienie zwiększa wytrzymałość belki i pozwala belce poradzić sobie z naprężeniami rozciągającymi i jest odporna na zginanie. Bez stalowego zbrojenia belka betonowa byłaby krucha i łamałaby się pod działającymi na nią obciążeniami.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej betonu i stali jest podobny. To podobieństwo zapewnia, że naprężenia wewnętrzne są niewielkie lub nie występują w nich różnice spowodowane rozszerzalnością cieplną i różnicami skurczu termicznego między dwoma materiałami. Różnice takie mogłyby osłabić betonową belkę. Kolejnym czynnikiem, który pozwala na dalsze skuteczne przenoszenie naprężeń między stalą a betonem jest to, że gdy mokry cement, który jest nakładany na stal, wysycha, jego powierzchnia odpowiada dokładnie powierzchni stalowej. Aby lepiej połączyć stal i beton, stal jest na ogół pofałdowana lub chropowata.
Osadzenie stali w betonie chroni ją przed warunkami atmosferycznymi i zapobiega korozji stali. Gdyby stal zardzewiała, rozszerzyłaby się i pękła, oddzielając się od betonowej obudowy. To ponownie osłabiłoby konstrukcję belki.
Belki betonowe są szeroko stosowane we współczesnym budownictwie i przy budowie mostów autostradowych. Do mostów często stosuje się sprężone belki betonowe. Belki te wykonuje się przez rozciąganie stalowych ścięgien o wysokiej wytrzymałości, odlewanie betonu wokół nich, a następnie zwalnianie ścięgien, gdy beton zaczyna się utwardzać. Przekroje prostokątne i uniwersalne przekroje belek są powszechnie stosowane w konstrukcjach stalowych. Belka uniwersalna jest również znana jako belka dwuteowa, belka szerokokątna lub kolumna uniwersalna.
Różne metody matematyczne, obliczone za pomocą programu komputerowego kalkulatora belek, są stosowane do określania wewnętrznych i zewnętrznych sił belki betonowej oraz ugięć belki. Siły wiązki określa się metodą bezpośredniej sztywności lub przemieszczenia, metodą rozkładu momentu i metodą elastyczności. Ugięcia wiązki określa się metodą ugięcia skarpy i metodą pracy wirtualnej. Równanie wiązki Eulera-Bernoulliego jest powszechnie stosowane do przeprowadzania analizy wiązki struktur wiązki.
Aby konstrukcja była solidna konstrukcyjnie, ważne jest, aby inżynierowie obliczyli, ile obciążenia może bezpiecznie unieść belka betonowa i jakie siły zostaną na nią nałożone. Odchylenia wiązki są również poszukiwane ze względów bezpieczeństwa konstrukcyjnego, jak w celu zmniejszenia kontaktu wiązki z materiałami budowlanymi, które mogą być kruche. Odchylenia wiązki można również przeprowadzić, aby nadać architekturze bardziej estetyczny wygląd; na przykład, aby upewnić się, że nie ma ugięć w belkach.