Двутавр: технические характеристики

Справочник металлопроката

Здесь Вы можете: скачать ГОСТ и узнать основные характеристики интересующего Вас вида металлического проката.

Если вы хотите узнать цены основных Поставщиков Балки стальной в Вашем Регионе или друго вида металлопроката, выбрать Поставщика с минимальной ценой, сравнить прайсы метало-торгующих организаций, Пожалуйста, пройдите по ссылке “Балка стальная Двутавровая“

Производство данного проката регламентируется положениями:

ГОСТ 19425-74 «Балки двутавровые и швеллеры стальные специальные»

ГОСТ 26020-83 «Двутавры стальные горячекатанные с параллельными гранями полок»

ГОСТ 8239-89 «Двутавры стальные горячекатанные»

СТО АСЧМ 20-93 «Прокат стальной сортовой фасонного профиля. Двутавры горячекатанные с параллельными гранями полок»

Стальная двутавровая балка – важная часть несущей конструкции. Основная сфера применения – строительство. Балка давно используется в работе строителей. До Октябрьской революции ее широко применяли для постройки домов. Внешне этот строительный элемент представляет собой определенный профиль из металла. Форма напоминает букву Н. Простота конструкции, ее устойчивость к большим нагрузкам и прочность в эксплуатации стали основными причинами того, что эта разновидность проката стала необыкновенно распространенной в строительной сфере. Основное направление работы балки – изгиб в несущей конструкции.

Этот металлопрокат имеет специфическое симметричное сечение. Оно максимально выгодно для работы, т.к. изгиб позволяет достигнуть необходимого для соответствия материала распределения нагрузки. Опытные специалисты советуют использовать сплошные балки для таких типов конструкций. Их длина достигает 15-20 м. Значения зависимости степени нагрузки и показателя длины пролета прямо пропорциональны. Чем больше значение одного показателя, тем больше величина и другого.

Балки являются частью перекрытий, расположенными между этажами, колонн, материалом для постройки мостов и эстакад. Варианты классификаций балок подразумевают их деление по нескольким признакам: предлагаемая внешняя форма, полученные грани полок изделий и их расположение, характерные особенности производственного процесса и способы реализации функций металлопроката в работе.

Различные типы балок отвечают определенным стандартам и общепринятым требованиям. Нормы, применяемые к горячекатаной балке, регламентированы ГОСТ 8239-89, другой вид, стальная специальная, – ГОСТ 19425-74, тип балки, имеющий параллельные грани полок, отвечает требованиям ГОСТ 26020-83.

1. Двутавровая горячекатаная.

Процесс изготовления не такой трудоемкий, по сравнению с другими видами балки. Формирование такой балки предусматривает реализацию двух типов проката: изделие, внутренние полочные грани которого находятся под уклоном, и изделие с параллельными гранями. Именно для первого вида прокатных балок и разработан ГОСТ 8239-89. Степень уклона равна 6-12%. В качестве материала используют определенные сорта стали, углеродистые виды и низколегированные. Наиболее подходящий вариант для работы с поперечным изгибом.

Точность прокатки определяет балки повышенной точности (Б) и стандартной (В).

Раскрой двутавров тоже имеет свои особенности. Используются профили 4-12м. Бывают мерной, кратной мерной и, конечно же, немерного типа длины.

2. Двутавровая специальная.

Предлагаемый сортамент определен нормативной документацией, такой, как ГОСТ 19425-74. Процесс строительства подвесных путей (определен маркировкой М), упрочнение шахтных стволов методом армирования (С), автомобильная промышленность (роль швеллера) – наиболее распространенные способы применения. Важная особенность этого металлопроката заключается в специфических характеристиках каждой категории. Для работы подвесных путей отлично подходят двутавры с степенью уклона до 12%, для категории С – не более 16%.

Уровень точности металлического профиля делит двутавры на изделия высокой точности, маркировка А, и обычной – обозначение В.

Реализуются балки 4-13м. Показатель длины подразделяет специальные двутавры на несколько категорий: мерной, кратной мерной, а также мерной с остатком не больше 5% массы партии и двутавры немерной длины.

3. Двутавр с параллельно расположенными гранями полок.

Распространенный элемент строительной работы. Демонстрирует отличные свойства и характеристики в сочетании с другими элементами и силовых нагрузках. Предлагаемый сортамент определяется соответствующим государственным органом в ГОСТ 26020-83, который подходит для горячекатаных двутавров, отличающихся параллельными полочными гранями с параметрами: высота 100-1000 мм, соответственно ширина полок 55-400 мм.

Размеры, принципы применения – факторы, влияющие на тип изделия. Используют нормальные (Б), балки широкополочные (Ш), а также колонные (К) изделия. В широкополочных поперечный размер полки соответствует высоте используемого профиля.

Каждый из представленных видов имеет свою техническую специфику. Первый тип двутавров применяется для конструкций с решетчатым типом колонн. Их функция – работать на изгиб. Такая деталь, как широкие полки позволяет реализовывать функции проката на сжатие в различных конструкциях с небольшими колоннами.

Предусмотрена длина изделий 6-24 м. Различают длину мерную, с отрезком и кратную мерной. Также выделяют кратную мерной с отрезком и немерную длину. Общепринятым стандартом допущено изготовление балок определенной длины, соблюдая пределы.

Для определения уровня качества необходимо учитывать большое количество особенностей данного вида проката: максимально правильное распределение используемого материала в профильном сечении, нормативные документы и ограничения, применяемые технологические требования, а также особенности конструкций.

4. Еще один вид балок – горячекатаная с полочными гранями, расположенными параллельно, ее особенности процесса производства отвечают собственному стандарту, техническому условию (СТО АСЧМ 20-93).

Двутавр: технические характеристики

ГОСТ Р 57837-2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДВУТАВРЫ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ГРАНЯМИ ПОЛОК

Hot-rolled steel I-beams with parallel edges of flanges. Specifications

Дата введения 2018-05-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций им.В.А.Кучеренко (институтом АО “Научно-исследовательский центр “Строительство”), ФГУП “ЦНИИчермет им.И.П.Бардина” при участии АО “ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат”, Ассоциации “Объединение участников бизнеса по развитию стального строительства”, ОАО “Мечел”

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 367 “Чугун, прокат и металлоизделия”

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений стандарта ASTM A6/A6M* “Стандартная спецификация на общие требования для проката из конструкционной стали прутков, пластин, фасонных профилей и шпунтовых свай” (ASTM A6/A6M “Standard Specification for General Requirements for Rolled Structural Steel Bars, Plates, Shapes, and Sheet Piling”, NEQ)

________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ИЗДАНИЕ (апрель 2019 г.) с Поправкой (ИУС 7-2018)

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ “О стандартизации в Российской Федерации”. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе “Национальные стандарты”, а официальный текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного указателя “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 6-7, 2020, с поправкой, опубликованной в ИУС N 4, 2021 год

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на стальные горячекатаные двутавровые профили с параллельными гранями полок (далее – двутавры) из нелегированной и легированной стали, предназначенные для стальных строительных конструкций со сварными и болтовыми соединениями.

Двутавровые профили могут быть использованы для любых видов строительных конструкций (балок, колонн, элементов ферм, элементов вертикальных и горизонтальных связей), а также для зданий и сооружений любого уровня ответственности (в соответствии с терминологией и при условии соблюдения положений [1]) и любого назначения.

Примеры способов стыковки двутавров приведены в приложении А.

Двутавровые профили, изготовляемые по настоящему стандарту, допускается использовать по другому назначению.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 535 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 1497 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение

ГОСТ 7502 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 7564-97 Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ 7565 (ИСО 377-2-89) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 7566 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 9454 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 12344 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода

ГОСТ 12345 (ИСО 671-82, ИСО 4935-89) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы

ГОСТ 12346 (ИСО 439-82, ИСО 4829-1-86) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния

ГОСТ 12347 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора

ГОСТ 12348 (ИСО 629-82) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения марганца

ГОСТ 12350 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома

ГОСТ 12351 (ИСО 4942:1988, ИСО 9647:1989) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия

ГОСТ 12352 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля

ГОСТ 12355 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди

ГОСТ 12356 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана

ГОСТ 12357 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения алюминия

ГОСТ 12359 (ИСО 4945-77) Стали углеродистые, легированные и высоколегированные. Методы определения азота

ГОСТ 12361 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия

ГОСТ 14019 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб

ГОСТ 17745 Стали и сплавы. Методы определения газов

ГОСТ 19281-2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 21014 Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности

ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита

ГОСТ 22536.2 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы

ГОСТ 22536.3 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора

ГОСТ 22536.4 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния

ГОСТ 22536.5 (ИСО 629-82) Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца

ГОСТ 22536.7 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома

ГОСТ 22536.8 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения меди

ГОСТ 22536.9 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля

ГОСТ 22536.10 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения алюминия

ГОСТ 22536.11 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения титана

ГОСТ 22536.12 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения ванадия

ГОСТ 26877-2008 Металлопродукция. Методы измерений отклонений формы

ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 27809 Чугун и сталь. Методы спектрографического анализа

ГОСТ 28033 Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа

ГОСТ 28473 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 28870 Сталь. Методы испытания на растяжение толстолистового проката в направлении толщины

ГОСТ 30415 Сталь. Неразрушающий контроль механических свойств и микроструктуры металлопродукции магнитным методом

ГОСТ Р ИСО 4943 Сталь и чугун. Определение содержания меди. Спектрометрический метод атомной абсорбции в пламени

ГОСТ Р ИСО 14284 Сталь и чугун. Отбор и подготовка образцов для определения химического состава

ГОСТ Р 50424 Сталь и чугун. Метод определения кальция

ГОСТ Р 50779.10 (ИСО 3534-1-93) Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения

ГОСТ Р 50779.11 (ИСО 3534-2-93) Статистические методы. Статистическое управление качеством. Термины и определения

ГОСТ Р 51927 Сталь и чугун. Атомно-эмиссионный с индуктивно связанной плазмой спектральный метод определения кальция

ГОСТ Р 54153 Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 21014, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 балочные нормальные двутавры: Двутавровые профили для элементов строительных конструкций, которые работают преимущественно на изгиб; высота профиля нормального двутавра по значению больше, чем ширина полок.

3.2 балочные широкополочные двутавры: Двутавровые профили для элементов строительных конструкций, которые работают преимущественно на изгиб; высота профиля широкополочного двутавра равна или близка по значению ширине полок.

3.3 колонные двутавры: Двутавровые профили для элементов строительных конструкций, которые работают на растяжение, сжатие и сжатие с изгибом; как правило, высота профиля колонного двутавра равна или близка по значению ширине полок.

Как разобраться в сортаменте двутаврового профиля

Армирующих изделий из металлопроката на строительном рынке представлено много. Рассмотрим, что такое двутавр, сортамент, размерный ряд и вес различных образцов высотой от 100 до 200 мм. Ознакомимся с конструктивными особенностями профиля, областью их применения. После прочтения статьи вы будете точно знать, о чём спрашивать консультантов, и на оптимальный выбор двутавровых балок потребуется меньше времени.

Сортамент и техническое описание

Под понятием двутавра подразумевается металлический профиль с Н-образным поперечным сечением. Материал широко используются в строительстве благодаря высоким несущим показателям и долговечности. При составлении проекта учитываются материал, размеры и вес двутавровой балки. Рассмотрим детальнее характеристики, виды и область применения отдельных образцов.

Характеристика и применение

В качестве материала для изготовления, как правило, используется высококачественная сталь. При этом легирующие добавки либо отсутствуют, либо имеются с низким процентным содержанием.

Для упрощения выбора материала введено маркирование изделий. На основе этого составляются таблицы двутавровых балок с информацией о весе и размерах двутавровых металлических балок. Также может быть указана несущая способность образцов, то есть допустимая нагрузка с сохранением формы и технических характеристик.

Выбор в пользу Н-образного профиля мастера делают из-за неоспоримых плюсов, к которым относятся:

• высокая прочность на изгиб, разрыв и сжатие;
• долговечность, обусловленная составом и устойчивостью к различного рода окружающему воздействию (исключение – двутавр из углеродистой стали для применения внутри здания);
• хорошая адгезия с бетоном, что позволяет сформировать железобетонный монолит;
• форма, образующая две опорные площадки удобные для проведения монтажных работ;
• доступная цена на фоне иных аналогов (например, из серии ЖБИ).

Двутавр, как подвид металлопрокатного сортамента, применяется в строительстве домов, промышленных и гидротехнических сооружений, в машиностроении.

Перечисленные объекты относятся к ответственным, поэтому производство сортамента балок нормируется действующими стандартами. К ним относятся такие ГОСТы:

• 19425 (1974 год) – изготовление и контроль качества специализированных балок (горячекатаный профиль для подвесных путей, шахтных линий, для автопромышленных предприятий);
• 26020 (1983 год) – производство горячекатаных стальных изделий с параллельными гранями полочных элементов;
• 8239 (1989год) – здесь рассматриваются аналоги по ГОСТу 26020-83, только внутренние грани полок сформированы под уклоном (от 6 до 12 %).

Стоит отметить один производственный момент. Несмотря на сборочную конструкцию, которая фиксируется методом сварки или горячего прокатывания, самостоятельно создать двутавр практически невозможно. На заметку мастерам: первые имеют меньшую несущую способность и стоят дешевле. Это объяснимо термообработкой вторых заготовок (блюмов) в условиях +1200 градусов по Цельсию.

Сортамент двутавровых балок

Сортамент профиля двутаврового типа представлен изделиями с той или иной маркировкой. Рассмотрим расшифровку буквенного обозначения. Информация представлена ниже в таблице двутавров.

В маркировке помимо буквенного присутствует числовой идентификатор. Его размещают перед буквой. Обозначает высоту конкретного профиля. Например, 24М – 240 мм между наружными плоскостями полочек, у 36м – 360 мм.

Балка двутавровая размеры и вес таблица

Рассматривая физические параметры двутавровых балок стоит отметить разницу между горячекатаным и сварными изделиями из-за разных ограничений. Так, у монолитных образцов предел высоты приближен к 60 см, у сборных от 2 до 4 метров. Из-за строгих требований к соотношению размеров стенки и полок производство прокатанного профиля недопустимо, сварные аналоги – можно, нередко проектная необходимость.

Двутавр размеры таблица

Выбор параметров регламентированы строительными нормами и правилами. Удобнее определяться с профилем по таблицам размеров тех или иных двутавровых балок. Они представлены ниже в зависимости от соотношения высоты стенок и ширины полок (востребованные образцы).

Балка 10 размеры:

Балка 12 размеры:

Балка 14 размеры:

Балка 16 размеры:

Балка 18 размеры:

Балка 20 размеры:

Примечание! СТО АСЧМ 20-93 был отменен. На его смену в 2017 году приняли доработанную версию ГОСТа Р 57837.

Видео описание

В видео рассказано, как выполняются расчёты швеллера и двутавра – немного сопромата:

Вес двутавровой балки таблица

Массу, которая наряду с размерами регламентируется ГОСТами, указывают относительно одного погонного метра. Изделия при этом в товарном виде могут иметь разную длину. Вес двутавра указан в таблицах ниже.

Балка 10 размеры:

Балка 12 размеры:

Балка 14 размеры:

Балка 16 размеры:

Балка 18 размеры:

Балка 20 размеры:

Ориентируясь на таблицы сортамента двутавровых балок можно просчитать нагрузку от профиля, которая будет оказываться на фундамент здания и несущие конструкции. Также табличные данные помогают выбрать изделия, изготовленные по конкретному стандарту. Здесь наблюдаются разные показатели линейной плотности, что в итоге отражается на суммарном весе здания, особенно крупного.

Видео описание

Как изготавливают горячекатаные двутавровые профиля, показано в этом видео:

Видео описание

В этом видеосюжете рассмотрены 3 способа соединения двутавровой стальной и деревянной балки:

Коротко о главном

Двутавр – балочный профиль из высокопрочной стали с Н-образным поперечным сечением.

Балки применяются в строительстве зданий различного назначения, подвесных конструкций, в автомобильной промышленности.

Производство изделий регламентируется действующими государственными стандартами.

Размеры монолитных балок строго нормированы относительно поперечного сечения, сварные элементы могут иметь разные параметры.

Базовые критерии выбора двутаврового профиля: размеры, масса и назначение (зависит от физического исполнения).

Сортамент стальных двутавров – таблица, ГОСТ

Среди многообразия видов металлопроката двутавр обладает наиболее отличительными особенностями. Это касается как надежности, так и цены. Строительство, вагоностроение и производство спецтехники – все эти отрасли являются активными потребителями данного профиля. Не говоря уже о мостостроении, на которое приходится около 50% всего выпускаемого двутавра. Но что послужило этому причиной? Какие типоразмеры входят в стандартный сортамент двутавров? На что следует обратить внимание при выборе размера профиля? Обо всем этом Вы узнаете прочитав статью ниже.

Характеристики

Двутавр представляет собой металлический профиль с Н-образной формой сечения. Типоразмеры, их пределы отклонений и форма двутавров регулируются государственными стандартами ГОСТ 8239-89 и ГОСТ 26020-83. Там же указаны порядок маркировки и виды используемых материалов.

На фоне остального металлопроката двутавр имеет наибольшую степень удельной прочности и жесткости. Связано это с его формой сечения. Она соответствует наиболее правильному распределению напряжения по площади балки, что позволяет существенно снизить объем используемого материала. Так временное сопротивление на разрыв двутавра и цельного бруска с аналогичными размерами практически одинакова, а масса при этом Н-образного профиля ниже более чем в 10 раз.

Двутавры получают методом прокатывания. На производство они поставляются заготовками от 3 до 12 метров. По требованию заказчика метраж проката может быть значительно увеличен.

Виды двутавров

Современная промышленность представляет огромное многообразие двутавров. В зависимости от формы сечения их подразделяют на следующие категории:

1. Горячекатаный стальной двутавр ГОСТ 8239-89. Представляет собой Н-образный профиль, полки которого образует со стенкой угол 8-12 градусов. Наиболее часто употребляется как опорная кран-балка для тельферных линий.
2. Двутавры нормальные. Их сортамент полностью представлен в таблице ГОСТа 26020-83. От предыдущего типа профиля его отличает параллельность граней полок между собой. Это упрощает процесс изготовления с одной стороны, а с другой, хотя и незначительно, снижает сопротивляемость деформации профилем. В конструкторской документации его принято обозначать буквой «Б».
3. Двутавр широкополочный ГОСТ 26020-83. Ширина полок в данном профиле увеличена почти в 1,5 раза по сравнению с вышепредставленными видами двутаврого сортамента. Такое увеличение формы сечения положительно сказывается на прочности, жесткости и долговечности балки. В среднем она способна выдержать на 40% большей нагрузки по сравнению с нормальным двутавром. Маркируется буквой «Ш».
4. Колонные двутавры отличаются еще большей шириной полок. Толщина стенки также увеличена. Точные размеры двутавра приведены в ГОСТ 26020-83. Такая модификация позволяет повысить значение прочности почти на 100%. Употребляется в особо ответственных конструкциях. Обозначается буквой «К».

Помимо формы сечения сортамент прокатного профиля включает в себя различную номенклатуру материалов, из которых изготавливают двутавровые балки. Наиболее применяемыми из них являются:

• Углеродистые стали обыкновенного качества. Механические свойства и химический состав соответствуют ГОСТ 380-2005. По степени раскисления подразделяются на спокойные, кипящие и полуспокойные. Восемьдесят процентов рынка представлены именно этими сталями в силу их оптимального соотношения цены, технологических и прочностных характеристик.
• Строительные стали ГОСТ 27772-88. Отличаются более высокими требованиями по отношению к содержанию вредных примесей. Основной сортамент данных сталей представлен такими марками как С235, С245 и С255.
• Низколегированные прокатные стали. Полный список механических характеристик размещен в основной таблице ГОСТа 19281-89. Данные стальные сплавы дополнительно легированы марганцем, кремнием и алюминием, что делает их более устойчивыми по отношению к динамическим нагрузкам.
• Стали для мостостроения ГОСТ 4784-97. Еще более прочный сплав. Обладает повышенным сопротивлением к воздействию циклических нагрузок. Применяется в особо ответственных конструкциях.
• Алюминиевые сплавы ГОСТ 4784-97. Сюда входят различные их марки: Амг5, Д16 и прочие. Применяются в тех случаях, когда приоритетом для конструкции является легкость. Также сортамент двутавров из данного материала отличается более высокими эстетическими и коррозионностойкими свойствами.

Параметры

Как уже было указано ранее, на значение жесткости двутавра наибольшее влияние оказывает размер и форма сечения, которые характеризуются такими параметрами как:

• Высота и толщина стенки;
• Ширина и толщина полки;
• Момент сопротивления и момент инерции – величины, которые показывают сопротивляемость геометрии формы к деформации. Их значение можно найти в таблице справочника по весам материалов или другой технической литературе;
• Радиус скругления.

Величина данных параметров подбирается исходя из следующих технических условий:

• Расстояние между опорными концами;
• Тип нагрузки;
• Усилие на балку сконцентрировано в одной точке или распределено по ее поверхности;
• Значение нагрузки;
• Тип материала, из которого изготовлена балка.

Область применения

Главной отраслью потребления двутавра до сих пор остается строительство. В основном его применяют в качестве пролетных балок в промышленных и гражданских помещениях. Двутавр является важной частью арочных перекрытий, мостовых и козловых кранов.

Также балка активно используется при строении мостов и в производстве некоторой специальной техники: экскаваторы, землекопы и прочие. В автомобилестроении двутавры применяются как элемент каркасов большегрузных машин – грузовиков. А также они служат опорной частью железнодорожных вагонов.

Двутавр: описание, виды, характеристики

Двутавровая балка – длинномерное фасонное изделие со сложной Н-образной конфигурацией, позволяющей добиться высокой прочности конструкции и устойчивости к нагрузкам любого рода.

Учитывая это, строители используют двутавры, когда они хотят добиться высокой надежности опорных и несущих конструкций при возведении различных объектов, начиная с гражданских, заканчивая промышленными.

Такие опоры создаются, как правило, из двух видов двутавров — сварных и горячекатаных. Оба исключают возникновения усадок, сдвигов, образования трещин, прочих возможных ситуаций.

Виды двутавров

Двутавровую балку можно найти в двух ее вариациях — горячекатаных и сварных. Каждый из этих двух видов предлагает свои преимущества и недостатки.

Рассмотрим каждую группу подробнее.

Горячекатаные двутавры

Когда нужно изготовить двутавр, самый простой способ это осуществить — воспользоваться станами горячей прокатки. При помощи заготовок, подвергая материал сдавливающему действию многочисленных валков, заготовка в итоге удлиняется, а затем приобретает узнаваемый Н-образный профиль.

Теперь рассмотрим преимущества и недостатки использования материала.

монолитность, так как балки не имеют соединительных сварных швов

на поверхности балки достаточно быстро остаются различные следы

их изготовление – относительно простое

ограниченный сортамент, ведущий к оговоренному ранее индивидуальному размеру и единичном производству, что увеличивает время ожидания

более высокие показатели жесткости и прочности, чем у обычных металлоконструкций

нет возможности удешевить материал по причине сочетания разных видов сталей.

Сварные двутавры

Технология производства сварных двутавров несколько отличается: из листовой заготовки требуемой толщины нарезаются полосы. Затем из них сваривается Н-образная конструкция необходимой конфигурации.

Сварочные швы должны быть тщательно проверены на предмет прочности и качества. Для этого они проходят ультразвуковой контроль, шлифуются, и изделие покрывается защитным слоем.

Сварным двутаврам отдают предпочтение, когда необходимо:

● получить чистую поверхность изделия;

● изготовить балки с разной шириной/толщиной, не прописанных в ГОСТах;

● использовать различные виды стали для определенных целей (придать особые свойства, уменьшение веса конструкции, а также для снижения стоимости).

Сортамент

Для строительных нужд двутавр — универсальный материал, который может понадобиться для разных целей. Как правило, продукция используется в целом ряде индустрии – метрострой, мостостроение и т.п.

Выпуск двутавровых балок регламентируется ГОСТ 8239, ГОСТ 19425 и др. В них указаны основные размеры, предельные отклонения, а также правила маркировки изделий.

Горячекатаная балка двутавровая с уклоном полок

Данный вид выделяется среди прочих небольшим внутренним уклона полок относительно стенки — речь идет о диапазоне 6-12%.

В зависимости от качества прокатки изготавливают:

● балки с повышенной точностью – имеется буква «Б» в маркировке;

● балки с обычной точностью – обозначаются буквой «В».

Используются такие балки, например, для подвесных путей в различных конструкциях, работающих на изгиб.

Есть балки из того же материала, но уже с большим уклоном 12-16% (ГОСТ 19425). Согласно ГОСТ, он хорошо выдерживает нагрузки на сжатие, используется для укрепления мощных сооружений, например, стволов шахт, метрополитена. Обозначаются литерой «М».

Следующие три типа горячекатаных изделий объединяет один общий признак – отсутствие уклона полок и их параллельные грани.

Двутавры нормальные

Данный вид труб предлагает характерные классические соотношения размеров, когда полка двутавра по ширине в два раза меньше высоты профиля.

Нормальные двутавровые стальные балки обозначаются буквой «Б». Они хорошо себя зарекомендовали в строительстве в качестве опор или элементов решетчатых колонн. Также они востребованы в машиностроении, где их используют для создания рам грузовых автомобилей и вагонов, и в промышленном секторе, где из них создают подкрановые пути для электромостовых кранов и другие металлоконструкции.

Балка двутавровая

Двутавр или двутавровая балка – это вид металлопроката, представляющий собой длинномерный профиль с поперечным сечением в виде буквы «Н». Он образован двумя параллельными полками и соединяющей их стенкой. Такое сечение хорошо работает при воздействии изгибающих нагрузок, поэтому используется в качестве балок и колонн в строительстве.

Характеристики горячекатаного двутавра

В строительстве и машиностроении находят применение несколько видов двутавровых балок. В зависимости от геометрических особенностей их можно разделить на две большие группы:

• двутавр, внутренние грани полок которого наклонены относительно наружных;
• двутавр, изготавливаемый с параллельными гранями полок.

Балка с уклоном полок

Чертеж профиля двутавра с уклоном внутренних граней полок

Этот вид продукции производится по требованиям ГОСТ 8239. Исторически он был освоен первым, поскольку прокатка полок под уклоном 6-12% технологически проще, чем без уклона. Продукция маркируется словом «Двутавр» и номером двутавра, который отображает высоту изделия (размер стенки) в сантиметрах.

Предприятия выпускают двутавровые балки от №10 (высота h=100 мм, ширина полки b = 55 мм, толщина стенки s = 4,5, номинальная толщина полки t = 7,2 мм) до №60 (h=600 мм, b = 190 мм, s = 12 мм, t = 17,8 мм). Длина изделий составляет 4-12 м.

Продукция может быть изготовлена из углеродистых сталей обыкновенного качества типа Ст3сп (технические требования по ГОСТ 535), качественных конструкционных и легированных марок (технические требования к прокату повышенной прочности по ГОСТ 27772 или ГОСТ 19281). Выпускается прокат повышенной (Б) и обычной (В) точности. Для изделия регламентируется отклонение по размерам, прогиб стенки, перекос полки, положение и размеры фланцев, кривизна по длине, притупление кромок и другие параметры.

Кроме того, к категории с уклоном внутренних граней полок продукции относятся двутавры специальной серии по ГОСТ 19425, которые предназначены для армирования ствола шахты (маркируются числом, обозначающим высоту в см, и буквой «С») и для обустройства подвесных путей (обозначаются значением высоты изделия в см и буквой «М»). По указанному стандарту выпускаются следующие типоразмеры балок:

• от 14С (h=140 мм, b = 80 мм, s = 5,5 мм, t = 9,1 мм) до 36 С (h = 360 мм, b = 140 мм, s = 14 мм, t = 15,8 мм);
• от 18М (h = 180 мм, b = 90 мм, s = 7 мм, t = 12 мм) до 45М (h = 450 мм, b = 150 мм, s = 10,5 мм, t = 18 мм).

Балка с параллельными полками

Чертеж профиля двутавра с параллельными гранями полок

Двутавр, имеющий параллельный полки, считается более экономичным с точки зрения соотношения массы и несущей способности изделия. Он производится по требованиям ГОСТ 26020 длиной до 24 м.

Выпускаются три больших группы типоразмеров:

• нормальные двутавры маркируются числом (высотой в см), буквой «Б» и номером типоразмера (могут выпускаться несколько типоразмеров одной высоты, незначительно отличающиеся по размерам полок и стенки). По соотношению высоты к ширине полки (h/b около 2) эта разновидность аналогична балкам с уклоном внутренних граней полок. Выпускаются типоразмеры от 10Б1 (h = 100 мм, b = 55 мм, s = 4,1 мм, t = 5,7 мм) до 100Б4 (h = 1013 мм, b = 320 мм, s = 19,5 мм, t = 32,5 мм);
• широкополочные двутавры маркируются по тому же принципу, но обозначаются буквой «Ш». Эта разновидность имеет соотношение высоты к ширине полки h/b около 1,5, то есть, лучше противостоит скручиванию и является более экономичной при высоких нагрузках на балку. Выпускаются типоразмеры от 20Ш1 (h = 193 мм, b = 150 мм, s = 6 мм, t = 9 мм) до 70Ш5 (h = 718 мм, b = 320 мм, s = 23 мм, t = 36,5 мм);
• колонные двутавры имеют тот же принцип маркировки, но обозначаются буквой «К». Этот вид имеет соотношение высоты к ширине полки h/b около 1 и, как следует из названия, может эффективно применяться для сооружения колонн. Выпускаются типоразмеры от 20К1 (h = 195 мм, b = 200 мм, s = 6,5 мм, t = 10 мм) до 40К5 (h = 431 мм, b = 400 мм, s = 23 мм, t = 35,5 мм);
• двутавры дополнительной серии перед буквенным обозначением типа балки имеют маркировку в виде буквы «Д», например, 27ДБ1 или 40ДШ1.

Следует отметить, что в России также используется стандарт СТО АСЧМ 20-93, выпущенный Ассоциацией Черметинформ. В этом документе приведены практически те же типоразмеры, что и в ГОСТ 26020 с незначительными отличиями по геометрическим параметрам.

Технология производства горячекатаного двутавра

Принцип горячей прокатки

Горячекатаную балку производят методом горячей прокатки, который широко используется для других видов фасонного и сортового проката. Сущность этого метода заключается в постепенной деформации заготовки (обычно это блюм прямоугольного сечения) из прямоугольника в Н-образный профиль путем обжатия парами приводных роликов, объединенных в прокатную клеть. Прокатные клети, в свою очередь, создают технологическую линию прокатного стана, в которой сталь и приобретает конечную форму.

Каждый ролик имеет специальные проточки кольцевого типа, называемые калибрами. В ходе вращения металл затягивается в калибры, сжимается и меняет свою форму. ЗА несколько этапов сталь перераспределяется между полками и стенкой, зерно измельчается, а прочность металла увеличивается. Предварительный нагрев заготовки до 1100-1200°С делает металл пластичным, что позволяет катать его с большим обжатием и, соответственно, обеспечивает высокую производительность процесса и качество прокатки. Из-за нагрева процесс и получил свое название – горячая прокатка.

Схема деформации заготовки в двутавровый профиль

Впервые горячую прокатку двутавра запатентовал Альфонс Хэлбоу (1849 год) из компании Forges de la Providence, которая и стала развивать этот метод. Двутавровый профиль стал особенно популярен во времена активного строительства небоскребов, так как позволял создавать относительно легкие и прочные конструкции. Основным производителем, который продвигал этот вид стройматериалов, стал завод Bethlehem Steel (правопреемником является известная компания ArcelorMittal)

Сейчас процесс ведется на станах рельсобалочного линейного и универсального типа. Среди основных производителей в России можно перечислить следующие предприятия:

Но это не весь список производителей двутавров. Полный список производителей представлен на этой странице.

Характеристики и технология производства сварного двутавра

Внешний вид сварного двутавра переменной высоты

Сварная двутавровая балка по геометрическим характеристикам аналогична двутавру с параллельными гранями полок. Обычно производство такой продукции осуществляют небольшие заводы металлоконструкций и другие металлообрабатывающие предприятия. В качестве заготовки используется листовая сталь, которая сваривается автоматической сваркой под флюсом. Естественно, производство сварного двутавра является мелкосерийным или штучным, что сказывается на его цене.

При этом метод отличается следующими преимуществами:

• кроме изделий с размерами по ГОСТ 26020, может выпускаться любой тип двутавров по чертежам заказчика;
• существуют технологии изготовления двутавра с усиленными элементами, когда на определенных участках стенка или полки утолщаются – это позволяет изготавливать балки под конкретные проекты с просчитанными нагрузками;
• также может производиться биметаллический двутавр, элементы которого изготавливаются из разных марок стали.

Применение двутавра

Памятник строителям небоскребов в Нью-Йорке, обедающая на двутавровой балке.

Двутавр, отличаясь хорошим сопротивлением изгибающим нагрузкам, находит основное применение в строительстве. Он используется для обустройства балок в частных домах, вспомогательных постройках, в конструкции гражданских, промышленных и инфраструктурных объектов, в мостостроении и других сферах. Двутавр играет важную роль при конструировании тяжело-нагруженных зданий и сооружений, например, при строительстве небоскребов и других высотных зданий.

Двутавр в конструкции подвесной кран-балки

Машиностроение является еще одним крупным потребителем двутавровой балки .Специальный вид двутавра находит применение для крепления горных выработок и при обустройстве подвесных путей для лебедок и другого подъемно-транспортного оборудования в заводских помещениях, на автомойках, мастерских и на прочих промышленных участках.