Войти
Схема двух Т-образных балок A Т-образная балка (или Т-образная балка ), используемый в конструкции, представляет собой несущую конструкцию из железобетона, дерева или металл, с Т-образным сечением . Верхняя часть Т-образного поперечного сечения служит фланцем или элементом сжатия, выдерживая сжимающие напряжения. Перегородка (вертикальное сечение) балки под компрессионным фланцем служит для противодействия напряжению сдвига и для обеспечения большего разделения связанных сил изгиба.
T- Балка имеет большой недостаток по сравнению с двутавровой балкой (с I-образной формой), поскольку у нее нет нижней полки, с которой можно было бы справиться с растягивающими силами. Один из способов сделать тавровую балку более конструктивной - использовать перевернутую тавровую балку с плитой перекрытия или настилом моста, соединяющими вершины балок. При правильном выполнении плита действует как прижимной фланец.
Тавровая балка - это структурный элемент, способный выдерживать большие нагрузки за счет сопротивления в балке или за счет внутреннего усиления. В некотором смысле T-образная балка восходит к тому моменту, когда человек впервые построил мост с пирсом и настилом. В конце концов, тавровая балка - это в каком-то смысле не более чем столб с горизонтальной станиной наверху или, в случае перевернутой тавровой балки, внизу. Вертикальная часть, несущая натяжение балки, называется стенкой или штоком, а горизонтальная часть, несущая сжатие, называется фланцем. Однако используемые материалы с годами менялись, но основная структура осталась прежней. {Конструкции с тавровыми балками, такие как путепроводы на автомагистралях, здания и гаражи, имеют дополнительный материал, добавленный на нижней стороне, где стенка соединяется с фланцем, чтобы уменьшить уязвимость тавровой балки к напряжению сдвига. Однако при более глубоком изучении конструкции тавровых балок появляются некоторые различия.
Т-образная балка, хотя и проста по конструкции, содержит несколько представляющих интерес элементов конструкции. В отличие от двутавровой балки, у тавровой балки отсутствует нижняя полка, что обеспечивает экономию материалов, но снижает сопротивление растягивающим силам. Однако в гаражах это отсутствие нижнего фланца на Т-образной балке служит преимуществом, поскольку шток опирается на полку, делая фланец верхней палубой. Конструкции с тавровыми балками бывают разных размеров, длины и ширины в зависимости от конструкции и необходимого для нее напряжения сжатия. Однако простота Т-образной балки ставится под сомнение теми, кто справедливо протестировал бы более чем одну сложную структуру; Например, группа исследователей проверила перевернутые тавровые балки с предварительным натяжением и круглыми отверстиями в перемычке со смешанными, но в целом благоприятными результатами. Таким образом, в некоторых случаях дополнительное время и усилия, вложенные в создание более сложной структуры, окупаются. Более простой вопрос - это то, из какого материала или материалов составляется конструкция тавровых балок.
Процесс производства стальных Т-образных балок включает в себя: горячую прокатку, экструзию, сварку листов и фитинг под давлением. Процесс соединения двух стальных пластин большими роликами путем сжатия их вместе, называемый прижимным фитингом, является обычным процессом для ненесущих балок. Реальность такова, что сегодня для большинства проезжих частей и мостов практичнее использовать бетон в конструкции. Большинство конструкций с тавровыми балками состоит не только из стали или бетона, но из их сочетания, а именно из железобетона. Хотя этот термин может относиться к любому из ряда средств армирования, обычно определение ограничивается бетоном, залитым вокруг арматуры. Это показывает, что при рассмотрении материалов, доступных для задачи, инженеры должны учитывать возможность того, что ни один отдельный материал не подходит для работы; скорее, лучшим решением может быть объединение нескольких материалов. Таким образом, сталь и бетон вместе могут оказаться идеальными.
Сам по себе бетон является хрупким и, следовательно, слишком подвержен сдвиговым напряжениям, когда Т-образная балка стоит на стыке стенки и полки. Это причина того, что сталь сочетается с бетоном в тавровых балках. Проблема напряжения сдвига может привести к отказу фланцев, отсоединяющихся от стенок под нагрузкой. Это могло бы оказаться катастрофическим, если бы это произошло в реальной жизни; следовательно, существует реальная необходимость уменьшить эту возможность с помощью армирования бетонных тавровых балок. В таких композитных конструкциях возникает много вопросов относительно деталей конструкции, включая то, каким может быть идеальное распределение бетона и стали: «Для оценки целевой функции необходимо соотношение стоимости стали к стоимости бетона». Это демонстрирует, что для всех аспектов проектирования составных тавровых балок уравнения составляются только при наличии соответствующей информации. Тем не менее, есть аспекты дизайна, которые некоторые, возможно, даже не рассматривали, такие как возможность использования внешнего армирования на основе ткани, как описано Chajes et al., Которые говорят о своих испытанных балках: «Все балки не выдержали сдвига и с композитным армированием показали отличные характеристики сцепления. Для балок с внешним армированием достигнуто увеличение предела прочности от 60 до 150 процентов ». Когда дело доходит до сопротивления поперечным силам, можно рассмотреть внешнее армирование. Таким образом, в целом, многочисленные важные аспекты конструкции Т-образной балки впечатляют студентов-инженеров.
Проблема с тавровой балкой по сравнению с двутавровой балкой заключается в отсутствии нижней полки. Кроме того, это делает балку не такой универсальной из-за того, что более слабая сторона не имеет фланца, что делает ее менее прочной на растяжение.
Бетонные балки часто заливают вместе с плитой, образуя гораздо более прочную Т-образную балку. Эти балки очень эффективны, потому что часть плиты несет сжимающие нагрузки, а арматурные стержни, расположенные в нижней части штанги, несут напряжение. Тавровая балка обычно имеет более узкую штангу, чем обычная прямоугольная балка. Эти стержни обычно расположены на расстоянии от 4’-0 дюймов до более чем 12’-0 дюймов. Часть плиты над штоком спроектирована как односторонняя плита, простирающаяся между штангами.
Балка с двойным тройником или балка с двойным тройником - это несущая конструкция, которая напоминают две соединенные друг с другом тавровые балки. Двойные тройники производятся из предварительно напряженного бетона с использованием станины предварительного натяжения длиной от 200 футов (61 м) до 500 футов (150 м). Прочное соединение фланца (горизонтальное сечение) и двух стенок (вертикальных элементов) создает конструкцию, способную выдерживать высокие нагрузки при большом пролете. Типичные размеры двойных тройников составляют до 15 футов (4,6 м) для ширины фланца, до 5 футов (1,5 м) для глубины стенки и до 80 футов (24 м) или более для длины пролета.
