Балки

Балки, брусья, подпертые в двух и более точках, поддерживающие какую-либо нагрузку, причем нагрузка стремится их изогнуть. Балки различаются по форме их продольной оси (прямые, кривые), по материалу (деревянные, чугунные, железные и др.), по форме поперечного сечения (круглые, квадратные, прямоугольные, тавровые  I , двутавровые T, корытообразные I  I, или швеллерные, и других профилей). Деревянные балки имеют обыкновенно круглое поперечное сечение, квадратное и прямоугольное. Когда из круглого бревна желают приготовить прямоугольную балку, то наиболее прочная получится в том случае, если диаметр окружности поперечного сечения разделить па 3 равные части, из точек деления восстановить к диаметру перпендикуляры (один вверх, другой вниз) до пересечения с окружностью и точки пересечения соединить с концами диаметра; полученный прямоугольник и дает наиболее выгодный профиль, по которому должно быть обтесано бревно. Если деревянная балка оказывается слабой, то, желая получить более прочную, сращивают несколько балок вместе; при этом выгоднее класть их не рядом, а друг над другом, скрепляя так, чтобы балки не могли скользить друг относительно друга. Если мы 2 квадратных балки положим рядом, то они выдержат в два раза большую нагрузку по сравнению с одной балкой, а если мы их положим указанным способом друг на друга, то они выдержат нагрузку в 4 раза большую.

При прогибе балки около выпуклой стороны материал растягивается, а около вогнутой стороны сжимается; поэтому в тех случаях, когда материал балки неодинаково хорошо сопротивляется растяжению и изгибу, сечение балки делают несимметричным, располагая больше материала в растянутой части, если материал хуже сопротивляется растяжению; такой случай мы имеем в чугунных балках, которые поэтому делаются тавровые ( I ) и ставятся на опоры так, чтобы широкая сторона сечения балки подвергалась растяжению. Железо и сталь одинаково хорошо сопротивляются растяжению и сжатию, а потому сечение таких балок можно делать симметричным; в большинстве случаев оно делается двутавровым. Балка  будет выдерживать тем большую нагрузку, чем на более далеком расстоянии распределен материал балки от центра тяжести ее поперечного сечения в направлении действия изгибающих сил. Поэтому при одном и том же весе, т. е. при одном и том же количестве материала, или одной и той же площади поперечного сечения, двутавровые балки выдержит большую нагрузку, чем балки прямоугольного сечения; точно также прямоугольная балка выдержит большую нагрузку в том случае, когда она будет положена на опоры узкой стороной, чем в том случае, когда она опирается на опоры широкой стороной. Двутавровая балка выдержит большую нагрузку, когда она опирается широкой полкой; еще большую нагрузку она выдержит в том случае, когда вырезать часть материала около оси балки и перенести его на широкие полки; такие балки называются прорезными или решетчатыми. Преследуя ту же цель (уменьшение веса при том же сопротивлении) и идя тем же путем, мы постепенно перейдем к мостовым балкам или фермам, поддерживающим мосты. Железные балки приготовляются при помощи прокатки, и для них установлены общепринятые нормы, которые можно получить от изготовляющих балки заводов. Нормальная длина железной балки 10 метров, по особым заказам можно получить и больше (до 20 м), высота железной балки изменяется от 8 см до 60 см и соответственно числу сантиметров балка обозначается номером (№ 23 — высота 23 см). Балки  больших размеров приготовляются при помощи склепки из листов и угольников. Иногда для балок употребляются старые рельсы, но это не выгодно, так как в них материал распределен не рационально, и они выходят тяжелее двутавровых балок. Анкерными балками называются балки, прикрепляющиеся к плоским стенкам сосудов, подвергающихся давлению; такие балки, воспринимая нагрузку на себя, предупреждают выпучивание стенок (см. паровые котлы).

А. Гавриленко.