Балка - конструктивный элемент, работающий главным образом на изгиб. Балки широко применяют в строительстве и машиностроении: в конструкциях зданий, мостов, эстакад, транспортных средств, машин, станков и т. д. Изготовляются Балки в основном из железобетона и металла. В зависимости от числа опор и характера опорных закреплений различают Балки: однопролётные, многопролётные, консольные, с заделанными концами, разрезные, неразрезные и др. По форме поперечного сечения различают Балки прямоугольные, тавровые, двутавровые, коробчатые и др. Наиболее выгодные (по несущей способности и по расходу материала) двутавровые и коробчатые, характеризуются концентрацией материала у верхнего и нижнего краев сечения, где действуют максимально нормальные напряжения при изгибе.
Прямоугольные сечения целесообразны при относительно большой высоте и малой ширине Балки. По назначению Балки разделяют на основные (продольные, перекрывающие пролёт между опорами) и вспомогательные (поперечные, перекрывающие расстояния между другими Балками). Система продольных и поперечных балок называют балочной клеткой.
Металлические Балки применяют главным образом при тяжёлых нагрузках. Наиболее эффективны металлические Балки двутаврового (прокатные и составные) и коробчатого (составные) сечения. Составные Балки могут иметь практически неограниченную высоту и несущую способность.
Расчёт Балки обычно производят на прочность, жёсткость и устойчивость по законам сопротивления материалов. Балки рассчитывают на нагрузки: постоянную (от собственной массы и массы опирающейся на неё конструкции) и временную или полезную. Определение опорных реакций, изгибающих моментов, поперечных сил и прогибов в статически определимых Балках производится аналитически или графически на основе уравнений равновесия. Статически неопределимые неразрезные Балки рассчитывают обычно с помощью трёхчленных уравнений (уравнения трёх моментов) при жёстких опорах и пятичленных — при упруго смещающихся. Для расчёта балок лежащих на податливом (например, грунтовом) основании, пользуются расчётными моделями основания. Подбор поперечного сечения Балки производят в основном из условия восприятия изгибающего момента (нормальных напряжений). Кроме того, сечение проверяют на действие поперечной силы (касательных напряжений) и главных напряжений. В отдельных случаях рассчитывают на устойчивость. Определение касательных напряжений в Балках, впервые было предложено русским инженером Д. И. Журавским
Балки двутавровые из углеродистой и низколегированной стали.
ГОСТ 8239. Конструкция и размеры
ГОСТ 535, ГОСТ 19281. Общие технические требования
Балки двутавровые стальные специальные.
ГОСТ 19425. Конструкция и размеры
ГОСТ 535. Общие технические требования
Применяются и крупнопанельном, промышленном и гражданском строительстве для перекрытий, колонных металлоконструкций, мостовых сооружений, опор и подвесных путей.
Примечания:
Первые две цифры обозначают высоту для данной группы профилей в см.
Индекс после первых двух цифр - вид профилей по ширине полок:
1. с уклоном внутренних граней полок без буквы
М - для подвесных путей
2. с параллельными гранями полок
У - узкополочные (менее ширины нормальных двутавров);
Б - нормальные;
Ш - широкополочные;
Д - среднеполочные - дополнительная серия с шириной полки между нормальными и широкополочными двутаврами;
К - колонные с шириной полки приблизительно равной высоте профиля.
Цифра после индекса определяет профилеразмер в данной серии (по толщине стенки и полки). При наличии одного профилеразмера цифра не указывается.
Индексы А, В и С означают отличие по размерам от СТО АСЧМ 20-93:
А - размеры по АSТМ А6;
В - размеры по ВS 4;
С - размеры по JIS G 3192.
Индекс У в конце обозначения означает исполнение профиля в усиленном варианте.
Площадь сечения и масса 1 м длины профилей с индексами А, В и С приняты по соответствующим стандартам.