Чем каркас отличается от бруса: Выбираем между каркасным и брусовым домом. Цена и качество. Какой дом лучше: брусовой или каркасный?
Сравнение каркасных домов и домов из бруса
Красивые загородные деревянные дома – достойная конкуренция кирпичным и бетонным строениям. Поэтому в Москве и области все чаще строятся экологически чистые уютные каркасные и бревенчатые коттеджи. Отличаются такие здания не только дизайном, но и технологией возведения, конструкционными особенностями. Что лучше построить на своем загородном участке? Сравним их достоинства и особенности.
Кратко о технологиях строительства сруба и каркаса
Общим для обеих методик является то, что сырьем для стройки служит дерево. На этом их сходство заканчивается. Остановимся на особенностях.
Сруб – сооружение, при возведении которого используется брус шириной 100, 150 или 200 мм. Он может быть:
- пиленым, с прямоугольным сечением;
- профилированным;
- клееным.
Коробка возводимого строения – уложенный горизонтально брус или обработанное бревно.
Правильно положенный сруб – тёплое устойчивое жильё, пригодное для постоянного проживания. Строят его относительно недолго. Однако жить в нем сразу же после выгонки стен нельзя. Бревенчатый дом должен «отстояться», дать усадку. Этот процесс, в зависимости от габаритов конструкции, занимает от нескольких месяцев до 2 лет.
Каркасное сооружение собирается из готовых стеновых панелей на заранее подготовленном фундаменте с вертикально прикрепленными балками-опорами. К его основанию уже должны быть подведены все необходимые коммуникации. Если постройка двухэтажная, то на втором уровне обязательно проводится обвязка горизонтальным брусом.
Процесс отличается большей трудоемкостью и сложностью, чем строительство сруба, однако позволяет в более короткие сроки получить готовое к проживанию долговечное комфортабельное жилье.
Сруб или каркасный дом? Выбирать только вам.
Дизайн и планировка
Многие выбирают дома из бруса из-за их эффектного внешнего дизайна. Однако внутри он не так красив, как снаружи. Его дизайн отличается однообразием. Редко кого устраивает, что комнаты похожи между собой, а трубы и провода видны невооруженным взглядом. Сложность заключается еще в том, что тяжело подобрать к «деревянному стилю» подходящую мебель. Современная техника на фоне бревен также выглядит неуместно. Не смущает такой дизайн только любителей старины. Важный недостаток – невозможность смены планировки.
Каркасный дом красив как снаружи, так и внутри. Внешний фасад может быть выполнен из кирпича, древесины, камня. Цвет выбирает владелец. Внутренний дизайн также отличается многообразием. Стиль интерьера разрабатывается с учетом предпочтений и пожеланий заказчика. Дополнительный плюс – коммуникации спрятаны в стены, поэтому ничто не раздражает взгляд, не нарушает общую картину. Что касается планировки, то она может быть изменена заказчиком в любой необходимый момент. При этом больших затрат времени и денег не требуется.
Простота и скорость строительства
Строителям намного проще поставить сруб, чем собрать каркасный коттедж. Им не нужно обладать какими-либо серьезными профессиональными навыками, использовать сложное оборудование. С поставленной задачей справится обычный строитель, не обладающий большим опытом работы. Так как обшивка не производится, увидеть готовую коробку можно через 1-5 месяцев. Однако сразу же заселиться в нее нельзя. Придется выждать, как уже говорилось ранее, 1-2 года.
При монтаже каркасной коробки прилагается больше усилий. На этапе сборки важны грамотные расчеты и точное следование технологии. Если монтаж выполнен с учетом всех тонкостей, то строение будет готово к заселению через 10-12 месяцев со дня заключения договора. Специалисты «Бако» гарантируют качество работы, поэтому результат устроит самого требовательного заказчика.
Что лучше – брус или сруб? Рассмотрим вопрос с позиции надежности конструкций.
Прочность и долговечность
Нет однозначного мнения о том, какой дом надежнее. Некоторые специалисты говорят о том, что простой сруб гораздо прочнее. Они основываются на том, что брус тяжелее каркаса. Подвергшийся специальной обработке материал, действительно, противостоит разрушающему воздействию ветра, осадков.
Другие утверждают, что при грамотной проектировке «скелет» каркасного строения надежнее. «Остов» рассчитан на большие нагрузки, поэтому прослужит гораздо дольше гарантийного срока.
Эксплуатационные затраты
Главными условиями долговечности жилого объекта являются простота в его обслуживании, защита от негативного воздействия окружающей среды.
С этой позиции сруб находится в менее выигрышном положении. Бревенчатая стена не имеет внешней обшивки, поэтому под влиянием атмосферных осадков на ней нередко появляются грибки и плесень. Древесина привлекает насекомых, поэтому в межвенцевых стыках часто заводятся вредители, сокращающие срок ее службы. Если владелец коттеджа столкнется с такими проблемами, то затраты на их устранение могут быть значительными.
Каркасная конструкция закрыта обшивкой, поэтому надежно защищена от осадков и чрезмерной влажности. Благодаря этому деревянные элементы меньше подвержены развитию гнили и плесени, а также ограждены от вредителей. Расходы на эксплуатацию незначительные.
Самый тёплый дом
Что теплее – дом из бревна или каркасный коттедж? Бытует мнение, что древесина – материал, который лучше всего сохраняет комфортную температуру.
Пожарная безопасность
Все дома, построенные из древесины, являются пожароопасными. Жилые объекты из бруса не защищены от воздействия пламени. Они легко воспламеняются.
Каркасное строение состоит из панелей, при производстве которых используются такие негорючие материалы, как минеральная вата и гипсокартон. Такое здание более привлекательно с позиции пожарной безопасности.
Стоимость строительства
Цена дома из бруса или оцилидрованного бревна ниже стоимости похожего по характеристикам и габаритам каркасного строения.
Каркасники дороже за счет трудоемкости и применения дополнительных материалов. Тем не менее, они являются более выгодным вложением средств. Расходы на обслуживание такого здания гораздо ниже стоимости ремонта коттеджа из бруса.
Сруб | Каркас | |
---|---|---|
Дизайн и планировка | Снаружи красивый, внутри однообразный. Перепланировка не предусмотрена. | Эффектный фасад, выигрышный интерьер. Перепланировка возможна. |
Простота и скорость | Строить проще. Нужно дополнительное время для усадки. | Возводить сложнее. Усадки нет, поэтому дом быстрее сдается в эксплуатацию. |
Надежность и продолжительность срока службы | Прочные, долговечные. | Надежные, долговечные. |
Затраты на обслуживание | Более затратный. | |
Теплоэффективность | Требуется дополнительное утепление.![]() |
Тепло. |
Устойчивость к возгоранию | Неустойчив. | Устойчив. |
Цена | Дешевле. | Дороже |
Таким образом, преимущества сруба очевидны. Однако каркасники более выгодны по таким важным критериям, как скорость возведения, затраты на обслуживание, теплота и пожарная безопасность.
Брус vs каркас. Какую технологию предпочесть — Журнал Теремъ
Строительство и ремонт
Современное деревянное домостроение сильно отличается от традиционного деревянного зодчества. Появление новых технологий позволяет раскрывать сильные стороны дерева, создавая новые формы, полностью лишённые недостатков природного материала. Рассмотрим самые распространённые и самые популярные на сегодняшний день в России: каркас и клеёный брус.
С первого взгляда разобрать по какой технологии построен дом или баня бывает трудно.
Каркасно-щитовая технология
На каркасные дома в России до сих пор смотрят с подозрением, однако эта технология насчитывает не одну сотню лет и зародилась ещё в Средние века. Основой дома является каркас, собранный из пиломатериалов хвойных пород. К стойкам в процессе сборки присоединяются щиты, между которыми прокладывают утеплитель. Для сохранности накладывают специальную мембранную плёнку, защищающую от проникновения влаги. Далее стены внутри и снаружи отделываются по вкусу хозяина. В результате получается прочное строение, возведённое по технологии, которую признали самой энергоэффективной во всём мире.
Клеёный брус
Клеёный брус ‒ ещё один современный материал с уникальными свойствами. Он на 99% состоит из натурального дерева. Для его производства используют тонкие пластины (ламели), которые высушиваются при заводских условиях до определённой влажности, а затем проклеиваются гипоаллергенным клеем и спрессовываются.
Такая технология позволяет создавать брус, способный выдерживать колоссальные нагрузки. Ему практически не страшны деформации и усадки. В клеёном брусе не образуются трещины и не заводятся насекомые. А здание, построенное из него, прослужит верой и правдой несколько десятилетий.
Брус или каркас?
Строительство любого дома начинается с выбора проекта и материала. И самый популярный вопрос: брус или каркас? Обе технологии обладают отличными эксплуатационными свойствами, при этом сделаны из экологически безопасных материалов и имеют достойное соотношение между ценой и качеством. Чтобы окончательно поставить точку в этом споре, давайте разберёмся подробнее.
Строительство дома «Маршал» по каркасной технологии на территории выставочного комплекса компании «Теремъ» в КузьминкахЦена
Одним из основных показателей при выборе материала является цена. Каркас дешевле. Его стоимость в среднем на 30% меньше, чем у аналогичного строения из бруса.
Теплопроводность
Здесь каркас и брус почти не уступают друг другу. Оба материала обладают низкой теплопроводностью, которая позволяет сохранять тепло внутри здания в отопительный период. В таких домах прохладно летом и тепло зимой.
Для многих материалов губительны резкие перепады температуры, но только не для каркаса и бруса! Они прекрасно справляются с капризами погоды, и поэтому многие выбирают их для строительства зимней дачи, куда можно приехать в морозные выходные.
Чтобы прогреть каркасник до комфортной температуры, потребуется в два раза меньше времени. Для дома из бруса понадобится больше усилий и топливных материалов. Зато по сохранности тепла они равны.
Экологичность
Клеёный брус выполнен из дерева, которое является эталоном экологичности! Оно безвредно для аллергиков и маленьких детей. Счастливые обладатели брусовых домов уверяют, что внутри витает лёгкий аромат свежей древесины. В нём легче дышится и спится.
А что же каркас? Он также выполнен из экологически безвредных материалов. Для изготовления каркаса используют хвойную древесину первого или второго сорта, в качестве обшивки ‒ вагонку из ели или сосны, а сам утеплитель ‒ современный безвредный негорючий материал. Получается, что каркасно-щитовая технология тоже экологична и безопасна.
Пожаробезопасность
Утеплитель, используемый для каркасника, не подвержен горению (в отличие от клеёного бруса). Здесь преимущество за каркасом. Компания «Теремъ» рекомендует любые дома из дерева раз в два-три года покрывать специальной огне- и биозащитой. Это поможет увеличить пожаробезопасность строения.
Строительство в любое время года
Каркас и брус уникальны тем, что позволяют строить дома в любое время года. Теперь не нужно ждать прихода тепла, чтобы начать строительство! Зимние дома из бруса и каркаса по своим свойствам не уступают зданиям, выполненным в летний период. Для строителей зима является «низким сезоном», поэтому вы можете значительно сэкономить в это время при заказе деревянного коттеджа.
Отсутствие усадки
Современные пиломатериалы замечательны ещё из-за одного свойства ‒ это минимальная усадка здания, которая позволяет сразу приступать к внутренней и наружной отделке. После окончания стройки можно переезжать и жить в готовом доме.
Процент усадки каркаса в первый год составляет до 3%. У клеёного бруса эта цифра немного больше: она уже достигает 5-7%.
Быстровозводимость
В среднем на строительство дома из клеёного бруса или каркаса потребуется три-четыре месяца. В этот срок входит возведение фундамента, самого здания и отделочные работы.
Дома собираются по принципу детского конструктора. Все комплектующие подготавливаются в производственных условиях и готовые доставляются на участок. И при строительстве становится важна не скорость, а тщательность сборки. Именно она обеспечивает такие эксплуатационные свойства, как сохранность тепла.
Строительство дома из бруса на территории выставочного комплекса компании «Теремъ» в КузьминкахПрочность
Оба материала обладают достаточной прочностью, которая ничуть не уступает кирпичной кладке! Прочность каркасу обеспечивают многочисленные стойки, среди которых прокладываются утеплитель и вагонка, используемая для обшивки. Во всём мире есть множество домов, возведённых по каркасной технологии, возраст которых насчитывает уже более 100 лет.
При изготовлении бруса ламели склеиваются определённым образом, и готовый брус не ведёт и не перекручивает. Таким образом, дома, созданные из каркаса и бруса, прочны, надёжны и проверены временем.
Долговечность
Здесь однозначно выигрывает брус. Он не нуждается в дополнительном затратном уходе. Чтобы сохранить древесину, достаточно периодически покрывать стены огнебиозащитой. Также вы всегда можете спрятать наружные стены под различными отделочными материалами (сайдингом, блок-хаусом, термодоской), чтобы уберечь дерево от губительного воздействия окружающей среды, и брусовый дом может не бояться времени. В таком виде он простоит 80 и более лет.
Каркаснику обязательно требуется ремонт по истечении 40-50 лет. По окончании этого срока необходимо выполнить капитальный ремонт в помещениях, заменяя элементы внутренней конструкции дома. Несущий же каркас может прослужить до 90 лет при тщательном контроле и постоянном обслуживании.
Возможности реализации архитектурных замыслов
Каркас и брус позволяют выполнять поистине большое разнообразие задумок архитекторов! Но существует ряд ограничений, которые возможно воссоздать, применяя только каркасно-щитовую технологию. Например, строительство модульных домов возможно только из каркаса!
На самом деле каркас и брус мало уступают друг другу. Они оба являются результатом использования передовых технологий, которые позволяют создавать прочные, надёжные дома. Чтобы отбросить для себя последние сомнения, компания «Теремъ» приглашает посетить выставочный комплекс в Кузьминках. Здесь вы увидите готовые дома из бруса и каркаса, вам продемонстрируют технологии производства и дадут подробную консультацию. Только так вы сможете понять, что же лучше: брус или каркас?
Ольга Кудинова
Насколько публикация полезна?
Нажмите на звезду, чтобы оценить!
Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 2
Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.
Балки и рамы | bartleby
Что такое балки и рамы?
Балка представляет собой горизонтальную конструкцию или элемент, который всегда подвергается нагрузкам поперечного сдвига.
Балки используются в различных инженерных приложениях, таких как строительство зданий, конструкций, автомобилей, экскаваторов и других строительных приложений.
Балки, как правило, используются для восприятия или сопротивления боковым нагрузкам, то есть нагрузкам, которые действуют перпендикулярно оси балки и параллельно поперечному сечению балки. Балки обеспечивают сопротивление изгибу или деформации благодаря свойству их поперечного сечения, называемому моментом инерции.
Строительство балок и рам
Строительство балок может быть выполнено из различных материалов, таких как бетон, который используется в строительстве. Металлические балки широко используются в строительных конструкциях, таких как строительство многоэтажных зданий, стадионов и сооружений для электропередач. Балки также используются в механических приложениях для изготовления рам и шасси транспортных средств.
Между балкой и колонной есть разница, и их не следует путать. Колонна представляет собой вертикальный элемент, подвергающийся сжимающим нагрузкам. Колонны широко используются для сопротивления сжимающим нагрузкам.
Балки бывают разных видов в зависимости от условий нагрузки, и для каждого из них требуется своя методика анализа.
Типы балок
В зависимости от условий нагрузки и характера конструкции балки подразделяются на три типа:
Свободно опертая балка
Свободно опертая балка представляет собой горизонтальный элемент, один конец которого остается неподвижным, а другой конец всегда поддерживается ролик. Нагрузка действует на верхнюю часть балки.
СС BY-SA 3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | Mircalla(22)Консольная балка
Консольная балка представляет собой горизонтальный элемент, один конец которого всегда остается закрепленным, а другой остается свободным. Этот вид балки подвергается поперечным сдвиговым нагрузкам и испытывает прогиб.
Навесная балка
Навесная балка – это элементы, опоры которых не расположены на концах балки, а остаются смещенными, образуя концы. Один из концов или оба конца остаются выступающими наружу.
Расчет балок
В инженерных приложениях, особенно при расчете конструкций, необходимо рассчитать соответствующие размеры балки для коэффициента безопасности. В большинстве случаев требуется рассчитать неизвестные нагрузки.
При анализе балок выполняются следующие шаги:
- Нарисуйте диаграмму свободного тела балки, отделите балку от конструкции и изолируйте ее от всех опор. Включите нагрузки и реакции, действующие на балку.
- Расчет неизвестных реакций. Неизвестные реакции рассчитываются с использованием трех известных уравнений равновесия. Как правило, это численный подход, который требует ручных расчетов или, в сложных случаях, ему помогает использование компьютерных программ.
Расчеты различны для разных условий нагрузки. При анализе соблюдается принцип суперпозиции. Принцип суперпозиции гласит, что на линейную упругую конструкцию комбинированное воздействие нескольких нагрузок, действующих одновременно, представляет собой алгебраическую сумму каждой нагрузки, действующей по отдельности.
- Нарисуйте диаграмму поперечной силы (SFD) и диаграмму изгибающего момента (BMD), чтобы получить четкое представление о решении.
Условия нагружения балки
В зависимости от характера и приложения сил к балке существует множество условий нагружения, таких как
- Сдвиговые нагрузки
- Осевые нагрузки
- Равномерно распределенные нагрузки
- Эффективная или совершенная
- Несовершенная или несовершенная
- Избыточная
- Все элементы соединены штифтами.
- Нагрузка действует только на стыки или точки соединения между элементами.
- Каркас совершенен, то есть состоит из конструктивных элементов и нагрузки действуют только на соединения.
- Собственный вес стержней не учитывается.
- 1 Равномерно изменяющиеся2 нагрузки
- 41
Сдвиговые нагрузки
Когда силы действуют перпендикулярно оси балки или параллельно поперечному сечению балки, такой тип нагрузки называется сдвигающей нагрузкой.
СС BY-SA 4.0 | Кредиты изображений: https://commons.
Осевые нагрузки
Когда силы на балку действуют перпендикулярно поперечному сечению балки или параллельно оси балки, такие нагрузки называются осевыми нагрузками.
CC BY-SA 3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | Dj245Равномерно распределенная нагрузка
Равномерно распределенная нагрузка действует по всему пролету или длине балки.
CC BY-SA 4.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | ЭрманёреРавномерно изменяющаяся нагрузка
Равномерно изменяющаяся нагрузка действует по всей длине балки, но изменяется линейно от одного конца к другому.
Анализ каркасов
Каркасная структура бывает следующих трех типов:
При определении реакций в балке обычно используют графический метод.
Обозначение лука
Обозначение лука — это метод обозначения силы путем размещения заглавных букв по обе стороны от нее. Единственное преимущество нотации Боу состоит в том, что любую силу на диаграмме можно представить по ее величине и направлению в некотором масштабе, просто проведя линию, параллельную силе.
Опоры, которые обычно используются в обозначениях Боу:
- Простые опоры на обоих концах
- Один конец представляет собой штифтовое соединение, а другой — роликовую опору
- Один конец представляет собой штифтовое соединение, а другой — гладкий поверхность
- Оба соединения неподвижны
Внутренние силы в балках и рамах
Когда любая балка или рама подвергается поперечному нагружению, в элементе возникают следующие силы.
- Нормальная или осевая сила
- Сила сдвига
- Изгибающий момент
Изгибающий момент
Изгибающий момент представляет собой реактивный момент, возникающий внутри элемента, когда любая внешняя нагрузка стремится согнуть этот элемент. Изгибающий момент представляет собой произведение силы и расстояния приложения этой силы от свободного или закрепленного конца элемента.
Контекст и приложения
Эта тема важна для профессиональных экзаменов как для бакалавров, так и для выпускников, особенно для
- Бакалавр наук (физика)
- Магистр наук (физика)
- Бакалавр технологии (машиностроение)
Практические задачи
1. Исходя из условий нагружения, какой из следующих вариантов верен для луч?
- Балка – это элемент, на который действует поперечная нагрузка.
- Балка — это элемент, на который действует сжимающая нагрузка.
- Балка представляет собой элемент, на который действует как поперечная, так и сжимающая нагрузка.
- Все перечисленные
Правильный вариант — a
Пояснение: Балка – это элемент конструкции, на который всегда действуют поперечные сдвигающие нагрузки.
2. Какие внутренние силы возникают, когда на балку или раму действуют сдвигающие нагрузки?
- Только изгибающий момент
- Изгибающий момент и поперечные усилия
- Только поперечные усилия
- Изгибающий момент, осевые усилия и поперечные усилия
Правильный вариант — d
Пояснение: Когда на балку или раму действует поперечная сила, в ней индуцируются внутренние силы, состоящие из изгибающего момента, поперечных сил и осевых сил.
3. Что из следующего определяет фрейм?
- Рама представляет собой отдельный конструктивный элемент, на который действуют только силы сдвига, действующие в любом месте элемента.
- Каркас представляет собой комбинацию соединенных между собой элементов конструкции, где нагрузка действует только на соединения.
- Каркас представляет собой комбинацию элементов конструкции, соединенных вместе, где нагрузка действует на соединения и в любом месте вдоль элементов.
- Ничего из перечисленного
Правильный вариант- b
Объяснение: Рама представляет собой конструктивный элемент или комбинацию различных элементов, соединенных вместе штифтами. Нагрузка на раму всегда действует на суставы.
4. Тяжелое оборудование должно быть изготовлено на полу мастерской. Пол цеха часто остается мокрым из-за разлива воды из-за операций, выполняемых другой техникой. Оборудование должно быть приподнято над полом, чтобы избежать коррозии компонентов. Какой из следующих элементов вы бы выбрали для строительства опор?
- Колонна
- Балка А
- Рама
- Консольная балка
Правильный вариант — a
Пояснение: Колонна представляет собой вертикальный элемент, который подвергается осевым сжимающим нагрузкам. Колонны используются там, где необходимо сопротивление сжимающим нагрузкам. Используя колонну, можно легко поддерживать вес оборудования.
5. Что из следующего верно для нависающей балки?
- Опоры отодвинуты от концов, и один или оба конца остаются выступающими наружу.
- Балка поддерживается роликовыми опорами.
- Один конец балки закреплен, а другой свободен.
- Оба конца балки закреплены.
Правильный вариант — a
Объяснение: Для нависающей балки опоры находятся в стороне от ее концов, а один из концов или оба конца остаются выступающими наружу от своих опор.
Мы обеспечим вас пошаговыми решениями миллионов задач из учебников, экспертами в любой области наготове 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, когда вы запутались, и многое другое.
Ознакомьтесь с примером решения вопросов и ответов для гражданского строительства здесь!
*Время ответа зависит от темы и сложности вопроса. Среднее время отклика составляет 34 минуты для платных подписчиков и может быть больше для рекламных предложений.
Балки и рамы | bartleby
Что такое балки и рамы?
Балка представляет собой горизонтальную конструкцию или элемент, который всегда подвергается нагрузкам поперечного сдвига.
Балки используются в различных инженерных приложениях, таких как строительство зданий, конструкций, автомобилей, экскаваторов и других строительных приложений.
Балки, как правило, используются для восприятия или сопротивления боковым нагрузкам, то есть нагрузкам, которые действуют перпендикулярно оси балки и параллельно поперечному сечению балки. Балки обеспечивают сопротивление изгибу или деформации благодаря свойству их поперечного сечения, называемому моментом инерции.
Строительство балок и рам
Строительство балок может быть выполнено из различных материалов, таких как бетон, который используется в строительстве. Металлические балки широко используются в строительных конструкциях, таких как строительство многоэтажных зданий, стадионов и сооружений для электропередач. Балки также используются в механических приложениях для изготовления рам и шасси транспортных средств.
Между балкой и колонной есть разница, и их не следует путать. Колонна представляет собой вертикальный элемент, подвергающийся сжимающим нагрузкам. Колонны широко используются для сопротивления сжимающим нагрузкам.
Балки бывают разных видов в зависимости от условий нагрузки, и для каждого из них требуется своя методика анализа.
Типы балок
В зависимости от условий нагрузки и характера конструкции балки подразделяются на три типа,
Свободно опертая балка
Свободно опертая балка представляет собой горизонтальный элемент, один конец которого остается неподвижным, а другой конец всегда опирается на ролики. Нагрузка действует на верхнюю часть балки.
CC BY-SA 3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | Mircalla(22)Консольная балка
Консольная балка представляет собой горизонтальный элемент, один конец которого всегда остается закрепленным, а другой остается свободным. Этот вид балки подвергается поперечным сдвиговым нагрузкам и испытывает прогиб.
СС BY-SA 3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | MecanismoНавесная балка
Навесная балка – это элементы, опоры которых не расположены на концах балки, а остаются смещенными, образуя концы. Один из концов или оба конца остаются выступающими наружу.
Расчет балок
В инженерных приложениях, особенно при расчете конструкций, необходимо рассчитать соответствующие размеры балки для коэффициента запаса. В большинстве случаев требуется рассчитать неизвестные нагрузки.
При анализе балок выполняются следующие шаги:
- Нарисуйте диаграмму свободного тела балки, отделите балку от конструкции и изолируйте ее от всех опор. Включите нагрузки и реакции, действующие на балку.
- Расчет неизвестных реакций. Неизвестные реакции рассчитываются с использованием трех известных уравнений равновесия. Как правило, это численный подход, который требует ручных расчетов или, в сложных случаях, ему помогает использование компьютерных программ. Расчеты различны для разных условий нагрузки. При анализе соблюдается принцип суперпозиции. Принцип суперпозиции гласит, что на линейную упругую конструкцию комбинированное воздействие нескольких нагрузок, действующих одновременно, представляет собой алгебраическую сумму каждой нагрузки, действующей по отдельности.
- Нарисуйте диаграмму поперечной силы (SFD) и диаграмму изгибающего момента (BMD), чтобы получить четкое представление о решении.
Условия нагружения балки
В зависимости от характера и приложения сил к балке существует множество условий нагружения, таких как
- Сдвиговые нагрузки
- Осевые нагрузки
- Равномерно распределенные нагрузки
- Эффективная или совершенная
- Несовершенная или несовершенная
- Избыточная
- Все элементы соединены штифтами.
- Нагрузка действует только на стыки или точки соединения между элементами.
- Каркас совершенен, то есть состоит из конструктивных элементов и нагрузки действуют только на соединения.
- Собственный вес стержней не учитывается.
- 1 Равномерно изменяющиеся2 нагрузки
- 41
Сдвиговые нагрузки
Когда силы действуют перпендикулярно оси балки или параллельно поперечному сечению балки, такой тип нагрузки называется сдвигающей нагрузкой.
СС BY-SA 4.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | HermanoereОсевые нагрузки
Когда силы на балку действуют перпендикулярно поперечному сечению балки или параллельно оси балки, такие нагрузки называются осевыми нагрузками.
CC BY-SA 3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | Dj245Равномерно распределенная нагрузка
Равномерно распределенная нагрузка действует по всему пролету или длине балки.
CC BY-SA 4.0 | Кредиты изображений: https://commons.
Равномерно изменяющаяся нагрузка
Равномерно изменяющаяся нагрузка действует по всей длине балки, но изменяется линейно от одного конца к другому.
Анализ каркасов
Каркасная структура бывает следующих трех типов:
При определении реакций в балке обычно используют графический метод.
Обозначение лука
Обозначение лука — это метод обозначения силы путем размещения заглавных букв по обе стороны от нее. Единственное преимущество нотации Боу состоит в том, что любую силу на диаграмме можно представить по ее величине и направлению в некотором масштабе, просто проведя линию, параллельную силе.
Опоры, которые обычно используются в обозначениях Боу:
- Простые опоры на обоих концах
- Один конец представляет собой штифтовое соединение, а другой — роликовую опору
- Один конец представляет собой штифтовое соединение, а другой — гладкий поверхность
- Оба соединения неподвижны
Внутренние силы в балках и рамах
Когда любая балка или рама подвергается поперечному нагружению, в элементе возникают следующие силы.
- Нормальная или осевая сила
- Сила сдвига
- Изгибающий момент
Изгибающий момент
Изгибающий момент представляет собой реактивный момент, возникающий внутри элемента, когда любая внешняя нагрузка стремится согнуть этот элемент. Изгибающий момент представляет собой произведение силы и расстояния приложения этой силы от свободного или закрепленного конца элемента.
CC BY-SA 3.0 | Кредиты изображений: https://commons.wikimedia.org | BbanerjeКонтекст и приложения
Эта тема важна для профессиональных экзаменов как для бакалавров, так и для выпускников, особенно для
- Бакалавр наук (физика)
- Магистр наук (физика)
- Бакалавр технологии (машиностроение)
Практические задачи
1.
- Балка – это элемент, на который действует поперечная нагрузка.
- Балка — это элемент, на который действует сжимающая нагрузка.
- Балка представляет собой элемент, на который действует как поперечная, так и сжимающая нагрузка.
- Все перечисленные
Правильный вариант — a
Пояснение: Балка – это элемент конструкции, на который всегда действуют поперечные сдвигающие нагрузки.
2. Какие внутренние силы возникают, когда на балку или раму действуют сдвигающие нагрузки?
- Только изгибающий момент
- Изгибающий момент и поперечные усилия
- Только поперечные усилия
- Изгибающий момент, осевые усилия и поперечные усилия
Правильный вариант — d
Пояснение: Когда на балку или раму действует поперечная сила, в ней индуцируются внутренние силы, состоящие из изгибающего момента, поперечных сил и осевых сил.
3. Что из следующего определяет фрейм?
- Рама представляет собой отдельный конструктивный элемент, на который действуют только силы сдвига, действующие в любом месте элемента.
- Каркас представляет собой комбинацию соединенных между собой элементов конструкции, где нагрузка действует только на соединения.
- Каркас представляет собой комбинацию элементов конструкции, соединенных вместе, где нагрузка действует на соединения и в любом месте вдоль элементов.
- Ничего из перечисленного
Правильный вариант- b
Объяснение: Рама представляет собой конструктивный элемент или комбинацию различных элементов, соединенных вместе штифтами. Нагрузка на раму всегда действует на суставы.
4. Тяжелое оборудование должно быть изготовлено на полу мастерской. Пол цеха часто остается мокрым из-за разлива воды из-за операций, выполняемых другой техникой. Оборудование должно быть приподнято над полом, чтобы избежать коррозии компонентов. Какой из следующих элементов вы бы выбрали для строительства опор?
- Колонна
- Балка А
- Рама
- Консольная балка
Правильный вариант — a
Пояснение: Колонна представляет собой вертикальный элемент, который подвергается осевым сжимающим нагрузкам. Колонны используются там, где необходимо сопротивление сжимающим нагрузкам. Используя колонну, можно легко поддерживать вес оборудования.
5. Что из следующего верно для нависающей балки?
- Опоры отодвинуты от концов, и один или оба конца остаются выступающими наружу.
- Балка поддерживается роликовыми опорами.
- Один конец балки закреплен, а другой свободен.
- Оба конца балки закреплены.
Правильный вариант — a
Объяснение: Для нависающей балки опоры находятся в стороне от ее концов, а один из концов или оба конца остаются выступающими наружу от своих опор.
Мы обеспечим вас пошаговыми решениями миллионов задач из учебников, экспертами в любой области наготове 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, когда вы запутались, и многое другое.