Для чего предназначена двутавровая балка

Двутавр. Виды и применение. Материалы и производство. Особенности

Двутавр, или двутавровая балка – вид металлопроката с Н-образной формой поперечного сечения. Форма изделия делает его устойчивым к высоким нагрузкам. Благодаря этому материал используется в строительной сфере в качестве несущего элемента, к примеру, при укладке перекрытий.

Размеры и свойства

Длина двутавровой балки бывает в пределах 3, 6 и 12 м. На металлобазах и в строительных магазинах возможна порезка на другие ходовые размеры. Двутавры благодаря форме имеют самую высокую удельную прочность среди всего строительного фасонного металлопроката. Это обусловлено наличием двух широких ребер жесткости. Они эффективно работают в обе стороны. Благодаря этому балка из двутавра при одинаковом весе на погонный метр, к примеру, со швеллером, согнется при гораздо большей нагрузке.

Высота балки может составить 100-1000 мм, ширина полок 55-400 мм. Столь широкий диапазон размеров вызван обширностью использования двутавра в строительстве. По уровню жесткости и прочности двутавровая балка может приравниваться к монолитному бруску металла аналогичного размера. При этом ее масса как минимум в 10 раз ниже. Благодаря меньшему весу ее легче транспортировать, укладывать в конструкции, она стоит дешевле.

Сфера применения

Двутавровые балки рассчитаны на нагрузку на изгиб и сжатие. Их применяют как при строительстве металлокаркасных сооружений, так и армирования кладки, бетона. Наличие двутавра предотвращает не равномерную усадку, образование трещин кладки, сдвига здания.

Dvutavr 2

Двутавры нашли применение в каркасной технологии строительства деревянных домов. Балки используются в качестве ростверка под столбчатый фундамент. Они объединяют столбы в единое основание, поверх которого собирается каркасное строение уже из дерева. Двутавр полностью исключает прогиб основания в местах большей нагрузки. Давление строения распределяется равномерно по всем столбам.

Разбор сечения

Промышленностью производятся различные двутавровые балки Н-образного сечения, отличающиеся между собой по ряду параметров. Для оценки из качеств берутся во внимания размерные показатели отдельных поверхностей профиля, а также расчетные данные.

Они обозначаются латинскими буквами:
  • h — высота.
  • b — ширина.
  • s — центральное сечение.
  • t — сечение полки.
  • r — радиус.
  • A — площадь сечения поперечного среза.
  • Jx, Jy — моменты инерции.
  • Wx, Why — моменты сопротивления.
  • is, it — радиусы инерции.

Sechenie dvutavra

Касаемо размерных показателей и толщины сечения, то эти параметры вполне понятны. Они измеряются в миллиметрах. Естественно чем шире и толще поверхности, тем крепче балка. Однако на жесткость и прочностные параметры влияют не только размеры, но и металл, из которого сделан двутавр. Два одинаковых по размеру изделия из разных сталей поведут себя при нагрузке по-разному. Чтобы их различать, также введены расчетные показатели: момент сопротивления и момент инерции. Эти величины показывают уровень сопротивляемости балки к деформации. То есть, при какой нагрузке та согнется. Оба показателя крайне важны при строительстве. Ориентируясь на них в проекте можно определить количество балок под ту или иную нагрузку.

Виды двутавра по форме сечения
Для разных строительных задач осуществляется производства двутавра с особенными формами торцевой части. По этому критерию балки разделяют на 4 вида:
  • С уклоном полок.
  • Обычный.
  • Широкополочные.
  • Колонные.

Балки с уклоном полок имеют внутренний скос на 8-10 градусов. Такое сечение обеспечивает прокат максимальными показателями прочности и жесткости. Он используется при строительстве, где подразумевается многотонная нагрузка.

Обычный двутавр имеет строго параллельные между собой полки. Угол между ними и центральной частью профиля составляется 90 градусов. Это незначительно, но снижает стойкость изделия к нагрузкам, и соответственно стоимость металлопроката. Такой материал принято обозначать в технической документации буквой «Б». Его используют для сооружения менее нагруженных конструкций. Применение нормального двутавра для проектов, где по расчетам должна использоваться балка «А», запрещено с уклоном полок.

Широкополочная двутавровая балка отличается более широкими полками. Их размер больше в 1,5 раза, в сравнении с нормальным прокатом. Это способствует увеличению жесткости и стойкости к нагрузкам на 40%. Широкополочная балка маркируется буквой «Ш».

Dvutavr 3

Колонные двутавры являются самыми прочными, поскольку имеют еще более расширенные полки. Это способствует увеличению их прочности и жесткости на 100%. Материал может использоваться в качестве несущей конструкции перекрытия, так применяться как стоечный профиль при сооружении масштабных металлоконструкций.

Как делается двутавр
Двутавровая балка производится по двум технологиям:
  • Горячего проката.
  • Сварки.

Сложная форма сечения не позволяет изготавливать двутавровый профиль методом холодного проката. Ни один тип стали при столь сильной деформации не способен сохранить целостность. Большинство балок являются горячекатаными. Стальная заготовка разогревается докрасна и прокатывается через систему вальцов. Как следствие она деформируется, укатываясь до Н-образного сечения.

Производство методом горячего проката делает металл внутри двутавра не напряженным. Его структура изначально не стремится согнуться в сторону. Это во-первых снижает риск его прогиба под нагрузкой, а во вторых, минимизирует перелом при критической перегрузке.

Dvutavr 4

Сварной двутавр составляется из 3-х полос. Они в свою очередь изготавливаются горячим прокатом и подгоняются под строгие размеры. Две узкие полосы используются в качестве полок, а одна широкая применяется как основа. Полосы свариваются между собой электросваркой под флюсом. Это дает очень прочное соединение, но уступающее по крепости горячему прокату, являющемуся полностью монолитным.

Материалы изготовления
Двутавровая балка может изготавливаться из разных типов сталей:
  • Углеродистые.
  • Строительные.
  • Низколегированные.
  • Для мостостроения.

Углеродистые стали применяются для изготовления 80% двутавра представленного на рынке. Их популярность обусловлена простотой обработки, и оптимальным соотношением затрат на производство, и получаемой прочностью. Они имеют нормальные показатели стойкости к температурным колебаниям, отличаются умеренной скоростью коррозии.

Строительные стали представлены марками С235, С245 и С255. В них присутствует гораздо меньше примесей, что способствует большей устойчивости к нагрузкам, в частности деформации или слому. Их применяют для строительства тяжелых несущих конструкций.

Низколегированные прокатные стали отличаются большей устойчивостью к динамическим нагрузкам. Это делает возможным их использовать при кораблестроении, для изготовления вертолетных площадок и прочих конструкций, на которые может оказываться резкое давление.

Стали для мостостроения применяются для изготовления двутавра особенно ответственных конструкций. Они выдерживают максимальное количество циклов динамической нагрузки. Кроме мостов, их применяют для армирования небоскребов. Такой двутавр служит долго и надежно. Также для него характерна замедленная коррозия.

Балки Б, Ш, К, М, У: различия и сферы применения

Двутавровые балки широко применяются в промышленном и гражданском строительстве. С помощью этого вида металлопроката возводят колонны, здания, подвесные пути, опоры, шахтные стволы, мосты и другие сооружения. Благодаря двутавру удается противостоять усадке, сдвигам конструкций и образованию трещин, поэтому назначение балок довольно широко. За счет этого они различаются по форме.

Характеристики каждого вида балок регулируются при помощи ГОСТов. Также при выборе металлопроката стоит учитывать буквенные обозначения. Они могут означать сферу применения и особенности строения балки. Расскажем об этом подробнее.

Двутавровые балки на строительной площадке

Двутавровые балки – достаточно универсальный материал, применяемый в самых разных областях строительства

Двутавры с параллельными полками

Двутавровые балки, имеющие параллельные полки, изготавливаются горячекатаным методом согласно ГОСТ 26020-83. Согласно стандарту допускается высота от 100 до 1000 мм и ширина полок от 55 до 400 мм. В некоторых случаях характеристики могут немного отличаться от эталонных. Особенно если дело касается крупногабаритного металлопроката.

Среди двутавровых балок с параллельными полками выделяют следующие основные классы:

  • «Б». Это «нормальные» балки. Они используются для монтажа опор гражданских и промышленных сооружений. Также применяются для возведения решетчатых колонн.
  • «К». «Колонные» балки. Их сечение по форме приближается к квадрату, потому что высота практически равняется длине полки. Это делает колонные двутавры очень устойчивыми к сжатию. Поэтому их применяют для устройства перекрытий в металлоконструкциях разного назначения. Также колонные балки, в соответствии с названием, широко используются как элементы опор.
  • «Ш». Двутавры с широкими полками. За счет этой особенности они могут выдерживать высокие нагрузки на изгиб. Поэтому в большинстве случаев применяются в качестве несущих. При этом дополнительные крепежи не используются благодаря надежности балок.
  • «У». Балки с узкими полками. Служат для создания каркаса сооружения. Балки соединяются друг с другом при помощи сварки. Прочность такого соединения не уступает надежности горячекатаного проката.

Двутавровые балки имеют собственный сортамент с условными обозначениями. Первая цифра в точности или приблизительно обозначает высоту изделия. Например, 16Б2 значит, что это «нормальная» балка высотой 160 мм.

Мостовой кран на заводе

Даже при производстве мостовых кранов используются двутавровые балки

Двутавровые балки монорельсовые

Существуют двутавровые балки специального назначения. Для краткости их называют монорельсовыми. Такие балки производят согласно государственному стандарту 19425-74. Они предназначаются для армирования стволов шахт и прокладки подвесных путепроводов. Монорельсовые балки изготавливаются методом холодного проката. Их высота колеблется от 180 до 450 мм, а ширина – от 90 до 150 мм. Согласно стандарту допускается небольшой наклон полок относительно стенки. Он не должен превышать 15 %.

Все монорельсовые двутавровые балки для краткости обозначаются буквой «М». Они имеют два уровня точности – высокий и обычный. Они, в свою очередь, обозначаются буквами «А» и «В» соответственно. Монорельсовые балки подвергаются высоким нагрузкам, ведь по ним постоянно передвигается спецтехника. Поэтому их стенки и полки имеют повышенную прочность. Также монорельсовые двутавры используются в качестве частей козловых или мостовых кранов, тельферов. Иногда из них делают опорные стойки и перекрытия.

Заключение

Покупая двутавровые балки, важно в первую очередь отталкиваться от задач, которые должен решать металлопрокат. Благодаря государственным стандартам, буквенным обозначениям и сортаменту сделать выбор будет несложно.

Балка двутавровая: что это такое, преимущества, применение, особенности, цены

Современные металлокомбинаты производят большое количество металлопроката для укрепления объектов строительства. Эта продукция имеет разное назначение, в зависимости от размеров и прочности. Наиболее прочным типом металлопроката является балка двутавровая. Ее используют при строительстве очень массивных сооружений, так как балка легко справляется с большими нагрузками.

Особенности и назначение

балка двутавровая фото

Двутавровая балка — это металлическое изделие с сечением в форме буквы «Н». Оно состоит из двух полок и соединяющей их стенки. Название данного металлопроката произошло от латинского слова «taurus». В переводе на русский taurus означает «бык». То есть, в дословном переводе эта разновидность металлопроката называется двурогой балкой.

Для изготовления данной продукции используют сталь. Как правило, это низколегированная или углеродистая сталь, в зависимости от назначения будущего изделия. Этот металлопрокат производится горячекатаным методом.
Балка двутавровая используется в промышленном и гражданском строительстве. С ее помощью армируют:

  1. Кровли разной степени сложности.
  2. Межэтажные перекрытия в многоквартирных домах.
  3. Колонны сложных архитектурных объектов.
  4. Стальные фермы для гражданских и промышленных зданий.
  5. Стволы шахт.
  6. Железнодорожные вагоны.
  7. Мосты и другие объекты, возводимые на прочном стальном каркасе.
Читайте также:  Как выбрать насос для дачи — компактный, мощный и надежный

Также с помощью этой балки создают надежные крановые эстакады, мачты и монорельсовые дороги.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом данного металлопроката является его прочность и надежность. Эти характеристики связаны с формой сечения изделия. Ведь сечение в виде буквы «Н» значительно повышает жесткость продукции. Если сравнивать двутавровую балку с обычной, имеющей квадратную форму в разрезе, то первая будет намного прочнее и жестче. Показатель прочности у такой продукции даже превышает аналогичную характеристику у швеллера.

Высокие прочностные характеристики связаны с распределением механической нагрузки на металлическую конструкцию. При сечении в виде буквы «Н» нагрузка равномерно распределяется на всю балку, а не концентрируется в определенных точках. Поэтому при использовании данного металлопроката исключается риск быстрого износа и разрушения стального каркаса. Следовательно, балку двутавровую можно задействовать в строительстве очень массивных объектов, подверженных огромным нагрузкам. Главное — правильно подобрать размеры продукции.

двутавр фото

Кроме прочностных характеристик, стоит рассмотреть и другие преимущества использования этого металлопроката. Самые важные из них:

  1. Экономичность. Ввиду своей жесткости, двутавровая балка надежно армирует крупные объекты, не требуя использования вспомогательной арматуры. Если бы вы выбрали армирующий профиль другого типа, вам бы пришлось купить его в большем количестве, чтобы обеспечить устойчивость конструкции к разрушениям. В случае с двутавром в этом нет необходимости. Следовательно, вы сможете сэкономить на металлопрокате.
  2. Малый вес. Сечение в форме буквы «Н» значительно снижает массу данного металлопроката. При этом его прочностные характеристики заметно возрастают, в сравнении с теми же характеристиками у более жесткой квадратной продукции.
  3. Устойчивость к изгибу и сжатию. Благодаря этим преимуществам, двутавр хорошо переносит колебания и может использоваться при строительстве тяжелых мостов.
  4. Возможность монтажа с помощью сварки. Сваривание элементов стальной конструкции ощутимо повышает скорость работ и сокращает сроки сдачи объекта.
  5. Постоянство геометрических характеристик. Так как жесткость двутавра обусловлена его формой, любые изменения в ней привели бы к снижению прочности каркаса и разрушению постройки. Это исключено при использовании данного металлопроката. Ведь он не деформируется даже при слишком высоких нагрузках.
  6. Легкость и экономичность перевозки. Для транспортировки более массивного металлопроката вам бы пришлось арендовать несколько транспортных средств. В случае с данной продукцией можно сократить количество транспорта. Ведь специфическая форма двутавра способствует компактной укладке, а его малый вес позволяет не беспокоиться о перегрузке.

Как и любой другой металлопрокат, балка двутавровая имеет не только достоинства, но и недостатки. Рассмотрим основные из них:

  1. Плохая устойчивость к огню. Если на вашем объекте возникнет пожар, любое промедление в его тушении пагубно отразится на прочности конструкции. При выходе ситуации из-под контроля постройка даже может разрушиться.
  2. Слабая устойчивость к коррозии. Углеродистая и низколегированная сталь боится ржавчины, поэтому данные материалы должны проходить обработку защитными веществами. И даже после правильной обработки балку не рекомендуется использовать в условиях сильной влажности (например, для сооружения подводных опор мостов).
  3. Невозможность применения на слишком больших пролетах. При отсутствии дополнительных опор несущие способности двутавра заметно снижаются. Вам нужно уделить максимум внимания этой особенности металлопроката при разработке проекта.
  4. Очень низкая устойчивость к скручиванию. Данный недостаток наблюдается у всех изделий с открытым сечением. Например, он есть у швеллера и уголка. Устойчивость балки к скручиванию примерно в 400 раз ниже, чем этот же показатель у круглой трубы с такой же площадью сечения. Если каркас вашего будущего объекта будет подвергаться скручиванию, лучше выбрать для армирования другой тип металлопроката.

Разновидности

двутавровая балка купить фото

Балка двутавровая бывает разного назначения. В зависимости от области применения, она имеет определенные характеристики. Например, этот металлопрокат выпускается с параллельными или наклонными полками. В первом случае речь идет об обычном металлопрокате, а во втором — о специальном. Изделия с параллельными полками имеют маркировку «У», «Ш», «Д» или «К». Она обозначает:

  1. «У» — изделие с узкими полками.
  2. «Ш» — металлопрокат с широкими полками, выдерживающими большие нагрузки.
  3. «Д» — двутавр со средними полками.
  4. «К» — продукция, предназначенная для сооружения колонн. Эти балки имеют большой вес и характеризуются самой высокой степенью прочности.

Двутавр с наклонными полками тоже бывает разного назначения, в зависимости от угла наклона и площади сечения. Он маркируется буквами «М» или «С». Продукция с маркировкой «М» предназначена для сооружения подвесных путей. Угол наклона ее внутренних граней не должен превышать 12 %. Балки с маркировкой «С» используют для укрепления стволов шахт. У этих двутавров угол наклона внутренних граней может достигать 16%. Коэффициенты 12% и 16% — это максимальные показатели для угла данной продукции. Их нельзя превышать в процессе изготовления металлопроката.

Кроме ширины полок и угла их наклона, балка двутавровая классифицируется по степени точности. Этот показатель говорит о допустимых отклонениях от размеров во время прокатки (таблица размеров и отклонений размещена в ГОСТ 8239-89). Степень точности отмечается на продукции буквой «В» или «Б». Если на балке указана маркировка «В», значит это изделие с обычной точностью изготовления. Буква «Б» говорит о повышенной точности. Такая продукция подходит для сложных задач, требующих отсутствия даже мельчайших погрешностей. При ее изготовлении очень важно соблюдать допустимые показатели прогиба стенки, притупления наружных кромок и кривизны самого изделия.

В государственном стандарте указаны следующие критерии точности:

  1. Допустимый прогиб стенки — не больше 0,15.
  2. Притупление наружных кромок — не более 2,2 мм (для категории «Б», для обычных балок этот показатель не имеет значения).
  3. Кривизна изделия — не больше 0,2% от его длины.

Точность соблюдения других характеристик (высоты двутавра, а также ширины, толщины и перекоса полки) зависит от категории изделия («В» или «Б») и его размеров. Все эти коэффициенты приведены в таблице в ГОСТ для металлопроката с обычной и повышенной точностью изготовления.

Размеры и вес

балка цена пример

При изготовлении балки двутавровой в обязательном порядке учитываются требования ГОСТ 8239-89. В этих требованиях регулируются размеры изделий и просматривается их зависимость друг от друга. Например, в готовой балке взаимосвязаны следующие параметры:

  • площадь поперечного сечения;
  • радиусы внутреннего закругления;
  • толщина полок;
  • угол наклона внутренних граней;
  • высота изделия;
  • толщина стенки;
  • ширина полки;
  • радиус закругления полки;
  • вес изделия.

Величина этих характеристик не подлежит изменениям. Например, балка двутавровая с маркировкой «10» имеет площадь поперечного сечения 12 кв. см. При этом ее остальные характеристики должны равняться:

  • радиус внутреннего закругления = 7 мм;
  • толщина полок = 7,2 мм;
  • высота изделия = 100 мм;
  • толщина стенки = 4,5 мм;
  • ширина полки = 55 мм;
  • радиус закругления полки = 2,5 мм;
  • вес изделия = 9,46 кг (имеется в виду вес балки длиной 1 метр).

При изготовлении металлопроката данного типа надо соблюдать все перечисленные размеры, так как они взаимосвязаны друг с другом. Если изменится хотя бы одна размерная характеристика (например, увеличится длина стенки или уменьшится ширина полки), прочность балки заметно снизится. Это значит, что металлопрокат нельзя будет использовать в строительных работах, ведь он станет слишком ненадежным. Такая балка сломается при любых физических или сейсмических нагрузках, что приведет к разрушению дома, моста или другого объекта.

По ГОСТ 8239-89 двутавровая балка может иметь площадь сечения от 12 до 138 кв. см (в зависимости от размеров, двутавр маркируется цифрами «10», «12», «14» . «60»). У самого крупного изделия из государственного стандарта следующие характеристики:

  • радиус внутреннего закругления = 20 мм;
  • средняя толщина полок = 17,8 мм;
  • высота двутавра = 600 мм;
  • толщина перемычки между полками = 12 мм;
  • ширина каждой полки = 190 мм;
  • допустимый радиус закругления полки = 8 мм.

При таких размерных характеристиках вес изделия должен составлять 108 кг на каждый метр. Как правило, балки выпускаются длиной 4-12 метров, при этом их длина зависит от площади сечения металлопроката. Чем больше площадь, тем больше и длина. Но есть и исключения. Например, если покупателю необходимы балки меньшей длины, он может заказать их прямо у производителя.

Также при изготовлении на заказ возможно изменение других характеристик. Если в ГОСТ 8239-89 максимальная площадь сечения двутавра указана 138 кв. см, это еще не значит, что вы не сможете получить более массивную продукцию, при необходимости. В государственном стандарте приведены расчеты в ограниченном диапазоне. Любые другие вычисления выполняются инженерами индивидуально. То есть, заказчик обращается к производителю и оставляет заявку на изготовление нужной ему продукции. Далее начинается процесс производства по такой схеме:

  1. Выполняются расчеты размерных характеристик. При вычислении этих характеристик соблюдаются их соотношения друг с другом, как и в рассмотренных в ГОСТ изделиях. Также специалисты определяют допустимый показатель погрешности, в зависимости от степени точности продукции. В процессе работы инженеры учитывают не только размеры балки, но и такие ее коэффициенты, как момент инерции, статический момент полусечения, момент сопротивления и радиус инерции. Только при соблюдении всех этих характеристик можно получить качественное, прочное изделие.
  2. Делаются чертежи. Если у вас есть свои чертежи, вам не придется оплачивать эту услугу. Но учтите, что создание такой документации требует наличия очень глубоких знаний и опыта проведения подобных работ. Поэтому не заказывайте услугу у сомнительных специалистов, ориентируясь на низкую цену. Помните, что от правильности проведения расчетов будет зависеть прочность вашего двутавра и всей постройки, которую вы собираетесь армировать сделанными по чертежам балками.
  3. Изготавливается двутавровая балка в нужном количестве.

Где купить?

Если вас заинтересовала балка двутавровая, ее купить можно здесь http://metallbase.com/production/balka-dvutavr. Это сайт нашей компании «МС» — металлобазы, занимающейся реализацией проката любого типа. У нас вы найдете продукцию высотой от 100 до 691 мм. В каталоге есть изделия с узкими, средними, нормальными и широкими полками. Также мы можем предложить вам колонные и специальные балки. Перечень доступных товаров и их характеристики доступны для просмотра на сайте.

Если вы еще не определились с выбором поставщика металлопроката, ознакомьтесь с преимуществами нашей компании. Они ежедневно привлекают к нам новых клиентов. Основные из наших преимуществ:

  1. Сотрудничество с ведущими металлокомбинатами РФ. Мы не закупаем товар у сомнительных лиц, поэтому можем уверенно сказать, что продаем качественный металлопрокат.
  2. Большой выбор продукции. Вы найдете в каталоге двутавр любого размера, следовательно, вам не придется дожидаться его изготовления. Кроме того, у нас есть много металлопроката другого типа, а не только балки. Если вы профессиональный строитель, вам известно, что при возведении крупного объекта одних двутавровых балок будет недостаточно. Вам придется покупать арматуру и другой прокат. Сотрудничая с нами, вы сделаете это одновременно, не задерживая строительных работ и не переплачивая за доставку.
  3. Доступные цены. Так как мы берем товар прямо с металлокомбинатов, а не через посредников, нам не приходится закупать его по повышенной цене. Соответственно, наши клиенты получают металлопрокат по цене производителя.
  4. Оперативная поддержка. Если вы не знаете, какая двутавровая балка подойдет для ваших задач, попросите помощи у нашего специалиста. Он найдет вам товар с оптимальными характеристиками.
  5. Акции и распродажи, позволяющие сэкономить на покупке.
  6. Полезные дополнительные услуги. Мы не только продаем прокат, но и занимаемся его сваркой и резкой.
Читайте также:  Как заштукатурить кирпичную стену цементным раствором?

Чтобы заказать двутавр, уточните стоимость изделия и ожидайте доставки. Если вы указали адрес в СПб, мы доставим товар своей машиной. В остальных случаях продукция будет отправлена подходящей вам транспортной компанией.

Фото, использованные в статье, приведены для иллюстрации и не являются изображением продукции компании.

Двутавровая балка — существующий выбор

Двутавр (балка двутавровая) — разновидность сортового металлопроката, отличающаяся высокой несущей способностью. Имеет узнаваемое Н-образное сечение, которое и предопределяет технические характеристики изделия. Один из самых востребованных материалов в различных промышленных сферах.

Вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте с актуальными ценами на новую двутавровую балку и двутавр б/у.

Двутавровая балка применение

Назначение и сфера применения

Двутавровые балки используются в качестве несущих элементов при возведении металлоконструкций и в крупнопанельном строительстве. Применение проката данного типа позволяет упростить проектные решения без потери несущей способности сооружений. Чаще всего двутавры используются для решения следующих технических задач:

    Строительство промышленного и гражданского направления (основная часть используется при сооружении перекрытий и армировании проемов).

Допускается применение балок этого типа при сооружении любых конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по несущей способности. Рекомендовано размещение двутавра в теле бетонной конструкции, при открытом монтаже требуется обязательная антикоррозийная обработка.

Преимущества изделия

Специфическая форма сечения обеспечила отличную несущую способность этого конструктивного элемента. По сравнению со стандартными прямоугольными профилями двутавр обладает повышенной в 7 раз прочностью и более чем в 30 раз жесткостью. По своим конструктивным особенностям двутавр близок швеллеру, но последний в основном используется при возведении более легких конструкций, он не сможет эффективно работать при значительной нагрузке.

Массовость применения двутавровых балок определена следующими преимуществами.

  • Высокая устойчивость к деформациям на изгиб и кручение.
  • Повышенная несущая способность.
  • Уменьшенный вес по сравнению с другими типами металлопроката с аналогичными техническими характеристиками.

Особенности производства

На практике применяют две основных методики изготовления двутавровых балок.

  1. Технология горячего проката, позволяющая обеспечить выпуск изделий в промышленных масштабах.
  2. Изготовление двутавров с применением сварочных технологических линий. Сварные балки отличаются более точной геометрией, но уступают горячекатаным по некоторым техническим параметрам.

Производство данного вида несущих конструктивных элементов осуществляется с применением высокоуглеродистых низколегированных сталей, что предопределяет обязательную антикоррозийную обработку при открытом монтаже.

В соответствии с ГОСТ 27772-88, регламентирующим производство горячекатаного фасонного проката, для изготовления двутавров должна применяться сталь следующих марок: С 235, 245, 255, 275, 285, 345, 345К, 375.

Существующие классы и соответствующие ГОСТы

Все выпускаемые методом проката разновидности двутавров можно разделить на три основных класса, требования к которым определяются действующими стандартами.

  1. Горячекатаные стальные с углом наклона полок 6-12 0 в соответствии с ГОСТ 8239-89.
  2. Стальные специальные с углом внутренних граней 12 или 16 градусов по ГОСТ 19425-74. Двутавр с гранью в 16 градусов отличается повышенной несущей способностью и прочностью. Элементы из таких балок используют в особо сложных условиях эксплуатации, например, при армировании шахтных стволов.
  3. Горячекатаные стальные с параллельным направлением полок на основании ГОСТ 26020-83.

Сварные изделия выпускаются на основании технических условий производителя ТУ У 01412851.001-95. Отдельные производители используют свои собственные ТУ для производства того или иного типа двутавров.

По особенностям сечения выделяют следующие категории продукции:

  • Балки с нормальной шириной полок (Б).
  • Двутавры с увеличенной шириной полок (Ш).
  • Колонные двутавровые балки (К).
  • Монорельсовые двутавры (М).
  • Балки специальной серии для особо сложных условий (С).

Производители осуществляют отгрузку партий с кратной, кратной мерной, немерной длиной двутавров. Стандартные размеры предполагают изготовление изделий длиной от 4 до 13 метров, производство балок, выходящих за пределы указанных параметров, может быть организовано по согласованию непосредственно с производителем.

Особенности расчета потребности

При определении количества необходимого для различных конструкций материала, выбора способа транспортировки необходимо знать соотношение размеров и массы двутавровых балок. Необходимость перевода одной величины в другую возникает так же при разработке проектной документации.

Решить данную проблему можно при помощи онлайн калькуляторов, а в случае их отсутствия рекомендуется воспользоваться специальными таблицами, приведенными в нормативных документах.

Так для горячекатаных стальных двутавров соотношение приведено в следующей таблице.

А для определения общей площади поверхности двутавров того же ГОСТа, рекомендуем воспользоваться следующей таблицей.

Двутавровая балка - таблица площади поверхности

Такие справочные данные существенно упростят расчет и разработку проектной документации.

Двутавр: виды, производство и применение

Двутавр – это изделие из металла, имеющее особый профиль. Его производят из углеродистых и низколегированных марок сталей. Сфера распространения этого металлического проката огромна. Но чаще всего его можно видеть на строительной площадке, судостроении и мостостроении. Из него делают балки для потолочного перекрытия и используют там, где конструкции необходимо придать жесткость .

Статья про двутавры, в которой рассказывается о видах двутавровых профилей, способах производства, и применении в различных областях.

Виды и сфера использования

Иногда, описываемое металлическое изделие называют двутавровым швеллером. Но это не совсем правильно. Дело в том, что швеллер имеет П-образную форму. Тогда как у двутавра форма напоминает букву – Н. Такое изделие в разрезе похоже на два швеллера, скрепленные между собой.

ВАЖНО: Т-образный профиль называется тавром. Так как это изделие имеет Н-профиль , то есть две Т , то его называют двутавром.

Изготавливают такой вид проката двумя способами. Самым распространенным является горячекатаный способ. Придание необходимой формы производится на специальных станах . Через которые пропускают разогретую до нужной температуры заготовку. А также такие элементы металлоконструкций изготавливаются сварным способом.

Достоинствами горячекатаного проката являются быстрота производства и получение изделия без сварочных швов. Такие строительные детали устойчивы к различным воздействиям и их можно использовать без дополнительных ребер жесткости и других подобных конструктивных элементов.

С помощью такого вида проката решается сразу несколько проблем, возникающих во время строительства. Главным преимуществом является то, что форма этого профиля позволяет снизить массу конструкции. При этом прочность не только не уменьшиться, но и, напротив, станет больше. Если сравнить двутавр и классическую металлическую балку, то первый в прочности значительно выигрывает.

Двутавры обладают большой несущей способностью и при небольшом удельном весе. Их полки распределяют нагрузку и снижают риск перекашивания конструкции. Перекрытия, использующие в своей конструкции такие изделия, можно использовать для дальнейшего устройства пола или основу под кровлю.

В основном в промышленности и строительстве применяют двутавры стальные. Для их производства применяют углеродистые или низколегированные стали. Оба типа этой стали хорошо свариваются, но отличаются несколькими параметрами. Например, низколегированная сталь марки 09Г2 С , обладает хорошей свариваемостью и отличается тем, что конструкции из нее изготовленные могут работать при температуре — 45 и ниже. Это позволяет выполнять конструкции, которые должны работать на севере и Арктике.

Где используется?

Двутавровая балка (ГОСТ 8239 – 89) используется в возведении промышленных, общественных и гражданских сооружений. Такой вид металлопроката применяется в качестве элемента:

  • Эстакад.
  • Кровли.
  • Колонн и опор.
  • Перекрытий.

Несущие конструктивные элементы зданий, использующие двутавровые изделия, хорошо себя зарекомендовали в промышленном строительстве. Его используют не только при возведении зданий из железобетона, металлоконструкций или различных блоков, но и при строительстве деревянных сооружений. Такие строительные элементы целесообразно использовать при пролетах больше 7 метров. То есть такого расстояния, когда бетонные конструкции могут не выдержать предполагаемых нагрузок.

Двутавровые конструктивные элементы, при надлежащей обработке, не бояться атмосферных и механические воздействий. Они могут справляться со своими обязанностями десятки лет.

При возведении мостов или надземных переходов без двутавровых изделий не обойтись. Такой элемент подвесных конструкций хорошо справляется с повышенными вертикальными нагрузками.

При использовании такого вида стального проката можно облегчить массу сооружения. Что позволяет сократить затраты на строительство. Прочность расположенных рядом двутавровых балок суммируется, а размещенных друг на другом увеличивается в четыре раза.

При выборе такого материала для строительства необходимо учесть следующие параметры конструкции:

  • Высота . Расстояние между двумя полками Н-профиля .
  • Ширина . Расстояние от основания до конца полки.
  • Толщина стенок . Этот параметр рассчитывается по основанию изделия (часть между полками). От толщины стенки зависит несущая способно и прочность.
  • Средняя толщина полки . Так как полки горячекатаного двутавра сужаются к основанию, то при расчетах используют среднюю толщину полки. Для этого от ширины полки отнимают толщину стенки и делят на 4.
  • Радиус внутреннего закругления . Образованное с помощью примыкания полки закругление. Берет на себя большую нагрузку. Он него зависит прочность и жесткость изделия.
  • Полка примыкает к стенке не под прямым углом. Радиус, образованный в месте примыкания, увеличивает прочность изделия.

На изображении указанны основные параметры двутавра: высота, ширина полки, толщина полки и стенки

Производятся такие виды стального проката по разработанным нормативным документам. В них прописываются требования к химическому составу материала, параметрам и допустимым отклонениям от нормы. Существует несколько видов таких изделий, что существенно расширяет сферу их использования.

Изготовления такого стального проката происходит по ГОСТу 8239 — 89. В этом нормативном документе указывается расстояние между полками и высота стенок. Это указывается в маркировки материала. Из нее так же можно узнать:

  • Расположение (уклон) внутренних граней.
  • Способ производства (раскатка на стане или сварка).
  • Прочность (обычная или повышенная).

Обозначение двутавровых балок

В конструкторской документации для обозначения двутавров применяют следующую надпись:

Двутавр Б10 ГОСТ 8239 – 89/Ст 3 сп 4 ГОСТ 535 – 2005

Что можно понять из этого обозначения?

1.В конструкции должен быть использован двутавр нормальный.

2.Высота которого равна 100 мм.

3.Для его изготовления была использована сталь Ст 3 сп 4 ГОСТ 535 — 2005.

Если в конструкции должен быть использован двутавр колонный, то вместо индекса Б, должен быть использован индекс К.

Сортамент двутавров

У классического двутаврового профиля (ГОСТ 8239-89) уклон внутренних граней — 6—12%:

Широкополочные двутавры изготавливаются по ГОСТ 26020-83. Такой прокат с параллельным расположением полок делится на:

  • Нормальные балочные . Маркируются буквой «Б». Они выпускаются с высотой до 1 метра и шириной до 320 мм. Считаются универсальными.
  • Широкополочные . Маркируются буквой « Ш ». Высота до 1 метра, ширина до 400 мм. Используются в конструкциях лестниц и перекрытий мостов.
  • Колонные . Маркируются буквой «К». Ширина полки не сильно отличается от высоты профиля. Имеют увеличенные по толщине полки.
  • Дополнительные . Маркируются буквой « Д ». Ширина может быть в диапазоне этого показателя у широкополочных и нормальных двутавров. Применяется для строительства особых конструкций.

Все размеры профилей вы можете посмотреть по нашему сортаменту двутавров оформленного в виде адаптивных таблиц.

Производители такого проката выпускают его с длиной до 12 м . Но технически, можно осуществить выпуск балок большей длины.

Сварные изделия такого типа производятся согласно ТУ У 01412851.001 — 95. Согласно этому нормативному документу существует несколько видов таких материалов. Они делятся по используемой стали и высоте профиля .

Что надо учитывать при расчёте двутавровой балки

Для минимизации отходов и облегчения конструкции необходимо грамотно выполнить расчет . Такие расчеты можно выполнить самостоятельно, а можно заказать в проектном бюро.

Расчет выполняют на основании следующих данных:

  • длина пролета , в котором планируется использовать балку;
  • размер нагрузки — нормативной и расчетной;
  • расчетное сопротивление , по умолчанию его принимают равным 210 МПа;
  • необходимо рассчитать момент осевого сопротивления.

Получив результаты расчетов можно подобрать необходимый тип профиля по таблице сортамента двутавров .

Но, проектировщик должен учитывать и то, что двутавровые балки очень плохо работают на скручивание, в сравнении с балкой круглого сечения.

Производство сварного двутавра

Сварные изделия производятся из листового металла. Качество готовой балки зависит от используемого для ее производства сварного оборудования. Во время производства проводятся следующие операции:

  • Раскройка стальных листов на станках с ЧПУ (реже для этого используется оборудование для термической резки).
  • Сварка заготовок на автоматизированных линиях с использованием гидравлических прижимов.
  • Правка изделия для придания прописанной геометрии.

ВАЖНО: Двутавры, изготовленные с применением устаревшего оборудования из малоуглеродистых марок стали , приводят к тому, что такие строительные элементы имеют низкие эксплуатационные характеристики. Изготовленные на современном оборудовании сварные балки не уступают по своим свойствам горячекатаным аналогам . При правильной технологии их изготовления они помогут добиться необходимых условий для строительства всех видов зданий и конструкций.

Использование сварки при производстве таких металлических изделий позволяет изготовить балки с различной шириной и толщиной полок. Заказчик может получить сварной двутавр определенной длины, с уже готовыми для крепежа конструкции отверстиями и вырезами.

Двутавровые швеллеры обладают универсальными характеристиками:

  • Оптимальная для расхода материала форма.
  • Высокие показатели по прочности.
  • Параметры прописаны в стандартах и ТУ.

Недостатками горячекатаных металлоконструкций такого рода являются:

  • Низкая устойчивость к скручиванию (этот показатель по сравнению с балкой круглого сечения ниже в 400 раз).
  • Сложность изготовления больших размеров и их дефицит на рынке.
  • Большая металлоемкость производства.

Большинство размеров горячекатаных двутавров можно приобрести в день покупки. Сварные элементы чаще всего производятся под заказ. Поэтому приходится выжидать время пока изготовитель закончит работу над вашими балками.

В каких элементах конструкции применяется?

Такие металлические изделия с каждым днем открывают новую сферу использования. Спрос на них побудит производителей совершенствовать процесс создания балок. Сегодня они используются не только в многоэтажном, но и в частном строительстве.

Двутавровые конструкции хорошо переносят сопротивление на изгиб. Их целесообразно включать в конструкции несущих элементов:

  • Колонн.
  • Элементов перекрытия.
  • Подвесных путей.
  • Конструкции рам вагонов, автомобилей и специальной техники.
  • Каркаса шахт и тоннелей.

В конструкциях средненагруженных ферм используется широкополочный двутавр. Для того чтобы снизить себестоимость постройки без уменьшения прочности сооружения необходим точный расчет и выбор балок. Доверить такую процедуру необходимо профильным архитектурным или конструкторским фирмам. Специалисты этих бюро проведут расчет согласно:

  • Нормативной нагрузке (используется соответствующий ГОСТ).
  • Количества элементов, использующихся в одной балке.
  • Усредненное значение сопротивления (согласно марке стали).

После расчета осевого сопротивления производится выбор подходящего двутавра. Его монтаж проводится строго в соответствии с чертежом конструкции. Изменять ее нельзя. Любая экономия может обернуться снижением несущих способностей, а значит и безопасности.

При использовании перекрытий из балок такого профиля в качестве опоры служат железобетонные, металлические или кирпичные колонны и стены. Монтаж опалубки и возведение опор производится с использованием измерительного оборудования. Двутавры монтируются на опоры так, чтобы они заходили на опору минимум на 20 см.

При необходимости стыковки элементов используется требование СП 16.13330.2011 . В нем прописывается три способа такой процедуры:

  • Сваркой встык заранее профрезерованных торцов.
  • Накладок на болтовых или сварки.
  • Фланцев и болтов.

Двутавровая балка соединяется с колонной болтами. Установка производится с помощью временных соединений, которые затем заменяются основными. После установки такой балки ее необходимо защитить от коррозии. Для этого используются специальные лакокрасочные составы. Пока основное крепление не будет установлено, эксплуатировать балку запрещено. Конструкции с использованием таких элементов отличаются высокой надежностью и долговечностью.

Немного экономики

В странах бывшего СССР работает порядка 20 производств, которые заняты на производстве металлопроката. Следует отметить, что на долю двутавровых балок приходится более половины номенклатуры, выпускаемой продукции. Это вызвано тем, что именно двутавры обладают универсальными параметрами, в отличие от других форм. Кроме того, они обладают более оптимальной формой с точки раскроя.

Двутавровые балки: почему это надёжно

Возведение многоквартирных и частных домов, промышленных зданий, мостов и прочих конструкций требует применения качественной арматуры. Благодаря ней укрепляются перекрытия и балки, армируются опоры. Производители предлагают большой выбор металлических конструкций для строительства. Разные виды конструкций отличаются по назначению, размерам и прочности. Одним из самых прочных изделий считаются двутавровые балки. Они используются при строительстве даже крупных сооружений, поскольку справляются даже с очень большими нагрузками.

Особенности

Двутавровая балка — это металлическое изделие, которое имеет сечение в форме буквы «Н». Для изготовления продукции используют разные марки стали — как правило, низколегированную или углеродистую, в зависимости от того, каково назначение будущего изделия.

Двутавр применяется в промышленном и гражданском строительстве. С ее использованием армируют:

● межэтажные перекрытия в многоквартирных домах;

● стальные фермы для гражданских и промышленных зданий;

● мосты и прочие объекты, возводимые на прочном стальном каркасе.

Также такая балка используется при создании надежных крановых эстакад, монорельсовых дорог и мачт.

Преимущества

Главные преимущества продукции — ее прочность. Это связано с формой сечения изделий, поскольку оно, имея вид буквы «Н», существенно повышает жесткость всей конструкции. Если сравнивать двутавр и обычную квадратную балку, первая будет существенно прочнее и жестче. Показатель прочности у продукции даже больше, чем у швеллера. Это объясняет, почему двутавровые балки — это надежно.

Высокая прочность связана с тем, как распределяется механическая нагрузка на конструкцию. При сечении в виде буквы «Н» она равномерно распределяется на всю длину балки, а не концентрируется в каких-либо точках. Поэтому при использовании такой продукции исключается риск быстрого износа или разрушения стального каркаса. Следовательно, двутавр можно использовать при возведении даже крайне массивных объектов, которые подвергаются огромным нагрузкам. Главное — правильно выбрать размеры продукции.

Кроме прочности, стоит рассмотреть и прочие преимущества применения таких изделий. Основными считаются:

● экономичность. Благодаря своей жесткости двутавр позволяет надежно армировать даже крупные объекты, при этом вспомогательных металлических изделий использовать не потребуется. При выборе армирующего профиля другого типа пришлось бы закупать его в значительно большем количестве, иначе конструкция не имела бы должной устойчивости к разрушениям. При использовании двутавра необходимости в этом нет, поэтому можно существенно сэкономить;

● небольшой вес. Сечение в виде буквы «Н» позволяет снизить массу готовой продукции, при этом ее прочность и жесткость возрастают даже по сравнению с квадратными изделиями;

● устойчивость к сжатию и изгибу. Благодаря таким преимуществам двутавровые балки отлично справляются с колебаниями и могут использоваться при возведении, например, мостов;

● возможность установки с помощью сварки. Это значительно увеличивает скорость работ и сокращает сроки сдачи готового объекта;

● постоянство характеристик. Поскольку жесткость конструкции обусловливается его формой, любые изменения не приводят к снижению прочности каркаса и тем более разрушению конструкции;

● удобство транспортировки. Для перевозки более массивных изделий пришлось бы арендовать сразу несколько транспортных средств, а в случае с двутавром необходимости в этом нет. Такая форма изделий позволяет компактно их укладывать, а малый вес не приведет к перегрузке.

Балка двутавровая может быть разного назначения. В зависимости от сферы применения, она обладает теми или иными характеристиками. Например, продукция производится как с параллельными, так и с наклонными полками. В первом случае речь идет об обычном изделии, а во втором — о специальном. Изделия с параллельными полками имеют маркировку «У», «Ш», «Д» или «К». Ее обозначения:

● «У» — с узкими полками;

● «Ш» — с широкими полками, выдерживающими большие нагрузки;

● «Д» — со средними полками;

● «К» — продукция, которая используется для сооружения колонн. Такие балки имеют большой вес и отличаются самой высокой степенью прочности.

Двутавр с наклонными полками также может быть разного назначения в зависимости от угла наклона и площади сечения. Он маркируется буквами «М» или «С». Двутавр с маркировкой «М» предназначен преимущественно для возведения подвесных путей. Угол наклона ее граней не должен быть больше 12%.

Балки с маркировкой «С» применяют для укрепления стволов шахт. У таких моделей угол наклона внутренних граней может достигать 16%. Коэффициенты 12% и 16% — это наибольшие показатели для угла продукции. Они не могут быть превышены в процессе изготовления, иначе продукция будет считаться браком.

Кроме ширины полок и угла их наклона, балка двутавровая отличается и по степени точности. Такой показатель характеризует допустимые отклонения от размеров в процессе прокатки. Степень точности маркируется буквами «В» или «Б». Если на балке указана маркировка «В», значит, она имеет обычную точность изготовления. «Б» говорит о повышенной точности. Изделия подходят даже для сложных задач, которые требуют отсутствия самых мелких погрешностей. При ее производстве крайне важно соблюдать допустимые показатели прогиба стенки, притупления наружных кромок, а также кривизны самой балки.

В госстандарте указываются следующие критерии точности:

● допустимый прогиб стенки — не более 0,15;

● притупление наружных кромок — не более 2,2 мм (для категории «Б», а также для обычных балок этот показатель не имеет значения);

● кривизна — не больше 0,2% от длины.

Точность соблюдения прочих характеристик (высоты, а также ширины, толщины и перекоса полки) зависит от категории изделия («В» или «Б»), его размеров. Все эти коэффициенты указываются в таблице в ГОСТ.

Размеры и вес

При изготовлении двутавра обязательно учитываются требования ГОСТ 8239-89, которые устанавливают регулируются размеры продукции. В готовом изделии взаимосвязаны такие параметры:

площадь поперечного сечения;

● радиусы внутреннего закругления;

● угол наклона внутренних граней;

● радиус закругления полки;

Величина всех этих характеристик не может быть изменена больше, чем это допускается госстандартом. Важно соблюдать при изготовлении абсолютно все перечисленные размеры, поскольку изменение даже одной характеристики приведет к тому, что прочность двутавровой балки снизится. Из-за этого использовать ее в строительных работах уже не получится, ведь он не обеспечит должной надежности и прочности. Гарантировать, сломается ли изделие при определенных нагрузках, никто не сможет, поэтому высок риск, что дом или другой объект разрушатся.

При изготовлении по индивидуальному заказу возможно изменение характеристик, однако оно должно быть пропорциональным, т.е. изменятся и другие параметры. Расчеты производятся инженерами в таком случае индивидуально.

Ссылка на основную публикацию