Что такое бетонная балка?

В проектировании конструкций бетонная балка является несущей единицей, которая может использоваться для переноса как горизонтальных, так и вертикальных нагрузок. Известные как железобетонные балки или железобетонные (RCC) балки, эти балки изготавливаются путем укладки стальных стержней, плит или волокон внутри бетона. Такое стальное армирование увеличивает прочность балки и позволяет балке справляться с растягивающими напряжениями и противостоять изгибу. Без стальной арматуры бетонная балка была бы хрупкой и ломалась бы под воздействием на нее нагрузок.

Коэффициент теплового расширения бетона и стали аналогичен. Это сходство гарантирует, что между двумя материалами отсутствуют или отсутствуют внутренние напряжения, вызванные различием теплового расширения и теплового сжатия. Такие различия могли бы ослабить бетонную балку. Другим фактором, обеспечивающим дальнейшую эффективную передачу напряжения между сталью и бетоном, является то, что, когда влажный цемент, наносимый на сталь, высыхает, его поверхность точно соответствует поверхности стали. Чтобы улучшить сцепление стали и бетона, сталь обычно рифленая или шероховатая.

Заключение стали в бетон защищает его от атмосферных воздействий и предотвращает коррозию стали. Если сталь будет ржаветь, она будет расширяться и растрескиваться и отделяться от бетонной оболочки. Это снова ослабит конструкцию балки.

Бетонные балки широко используются в современном строительстве зданий и при строительстве автодорожных мостов. Обычно для мостов используют предварительно напряженные бетонные балки. Эти балки изготавливаются путем растяжения высокопрочных стальных сухожилий, заливки бетона вокруг них и последующего освобождения сухожилий, когда бетон начинает затвердевать. Прямоугольные поперечные сечения и универсальные поперечные сечения балки обычно используются в строительстве зданий со стальным каркасом. Универсальная балка также известна как двутавровая балка, широкофланцевая балка или универсальная колонна.

Различные математические методы, рассчитанные с помощью компьютерной программы для расчета балок, используются для определения внутренних и внешних сил бетонной балки и отклонений балки. Сила луча определяется методом прямой жесткости или смещения, методом распределения момента и методом гибкости. Отклонения луча определяются методом прогиба склона и методом виртуальной работы. Уравнение пучка Эйлера-Бернулли обычно используется для анализа пучка структур пучка.

Чтобы конструкция была конструктивно прочной, инженерам важно рассчитать, какую нагрузку может безопасно выдержать бетонная балка, и какие силы будут на нее воздействовать. Отклонения луча также требуются по соображениям структурной безопасности, например, при уменьшении контакта луча со строительными материалами, которые могут быть хрупкими. Отклонения луча также могут быть выполнены, чтобы придать архитектуре более эстетичный вид; например, чтобы убедиться, что в балках нет провисаний.