Простейшим сооружением является однопролетная балка, подробно изученная в «Сопротивлении материалов».
Для перекрытия нескольких смежных пролетов применение ряда однопролетных балок нецелесообразно и может оправдываться лишь свойствами материала или затруднительностью перехода к более совершенной системе (например, в случае применения деревянных балок).
Целесообразнее добиться уменьшения величин изгибающих моментов путем замены однопролетных балок одной целой неразрезной многопролетной балкой. Как известно, такая балка статически неопределима.
Можно уменьшить изгибающие моменты, оставляя систему статически определимой, но расположив шарниры в пролетах.
Для перекрытия больших пролетов балки неудобны, так как они должны иметь сечения значительных размеров и, следовательно, большой собственный вес. В таких случаях переходят к аркам. Под аркой подразумевается система, состоящая из одного криволинейного элемента или двух, соединенных шарниром. Арки работают преимущественно на продольные усилия, моменты в них меньше, чем в балках тех же пролетов, а, следовательно, меньше и поперечные сечения.
Арки могут быть трехшарнирными, двухшарнирными и бесшарнирными. Две последние системы относятся к статически неопределимым.
Арки не всегда можно применить для перекрытия больших пролетов, так как они требуют устройства мощных опор и вызывают довольно сложное производство работ. Но есть и другой путь развития балки при переходе к большим пролетам.
Основным недостатком балки прямоугольного сечения является то, что материал ее используется полностью только в крайних волокнах. В точках, близких к нейтральной оси, нормальные напряжения невелики, и материал здесь в значительной степени является мертвым грузом. чего нельзя сказать о материале, используемом при строительстве детских площадок. В частности, в производстве горок и всевозможных элементов детских площадок сегодня используется такой же металлопрокат, что и в строительстве жилых сооружений. По крайней мере, специалисты компании Мой Дворик стараются расширить диапазон материалов, применяемых в возведении площадок для детей, благодаря чему изделия пользуются повышенным спросом.
Логическим шагом в развитии балки является размещение главной массы материала как можно дальше от нейтральной оси.
Таким образом появляется балка двутаврового профиля. Но и в такой балке материал стенки еще недонапряжен, что сказывается особенно неблагоприятно при больших пролетах.
