Двутавровые балки: виды, сортамент, вес, размеры
Сегодня строительные технологии настолько напоминают футуристическое будущее, что буквально завтра дома начнут строить из прозрачного бетона при помощи очередного 3D-принтера. Даже опытные профессионалы не всегда успевают следить за всеми новинками. И, хотя некоторые из таких материалов применяются на отечественном рынке давно, узнаваемыми они все еще не стали.
Так, достаточно недооцененной сегодня считается двутавровая балка из дерева или металла. А ведь из нее делают прочные перекрытия и целые стропильные системы! При этом такая балка обладает целым рядом преимуществ перед обычными элементами. Но почему она до сих пор не в каждом доме?
Потому что многих смущает ее хрупкий вид из-за тонкого внутреннего ребра. Хотя на самом деле здесь прекрасно срабатывают законы физики, и в нужном положении двутавр ничуть не уступают куда более массивным и тяжелым брусьям. Как такое может быть? А мы сейчас расскажем!
Для многих фирм сегодня первоочередной задачей стоит строительство надежных и недорогих домов, причем в сравнительно короткий срок. А эти задачи решают в большей степени используемые строительные материалы.
Двутавровая балка конкретно в России до недавнего времени применялась только в промышленной сфере, но сегодня становится все популярнее. Появление в последние годы новых видов двутавров позволило успешно задействовать их при строительстве обычных жилых домов.
А «двутавром» в строительстве называют деревянный или металлический профиль, который имеет сечение, похожее на букву «Н». Сам термин произошел от «тавр», что означает «рога быка».
На отечественном рынке сортамент двутавра пока небольшой, т.к. сам продукт еще малоизвестный и немногие производители его представляют. А вот за рубежом применяются достаточно интересные его виды, где сочетаются инженерная мысль и законы физики.
Давайте перечислим основные особенности двутавровые балок. А их немало!
Благодаря особой конструкции, балка в форме «Н» на практике оказывается в 7 раз прочнее стандартной квадратной балки
с такой же площадью сечения, и при этом в 30 раз жестче. Удивительно, не правда ли?В то же время двутавр, обладающий открытым сечением (как уголок или швеллер), имеют малую устойчивость к скручиванию, в 400 раз меньше, чем круглая труба. Поэтому на двутавровую балку, которая будет использоваться, обязательно рассчитывают нагрузку, постоянную и переменную.
Постоянная предполагает вес материала в виде балок, утеплителя, пола и потолка, а переменная – вес людей и оборудования на перекрытии. В результате таких точных просчетов прочность двутаврового основания не вызывает сомнения.
В процессе эксплуатации размеры двутавровых балок остаются стабильными и не подвержены усадке. Несущая способность таких балок – до 500 кг на погонный метр, и при этом один погонный метр весит всего около 6,8 кг.
Благодаря всему этому такие балки подходят для довольно длинных прогонов, до 24 метров, и для их монтажа не нужны специальные грузоподъемные механизмы (хотя с ними, конечно же, все работы идут быстрее).
К слову, от ферм двутавровые балки выгодно отличаются тем, что их легко подрезать при необходимости, тогда как с фермами такого не провернуть.
Балки достаточно легкие и удобные, без проблем транспортируются:
Плюс использование таких балок влияет на то, насколько дорогую и тяжелую технику нужно будет привозить на место строительства, при каких температурах разрешено работать и сколько будет весить само перекрытие.
Что касается цены, то отметим, что стандартное перекрытие из досок, конечно же, обходится дешевле. Но стоит учитывать, что для самих досок дополнительно нужны промежуточные опоры, обрешетка и многие другие дополнительные детали. Кроме того, такое основание периодически нуждается в ремонте, ведь речь идет о древесине.
Подведем итог: двутавровые балки отлично подходят в качестве стропил, прогонов и балок перекрытий, а также элементов каркаса в малоэтажном строительстве.
Наиболее активно деревянные двутавровые балки сегодня используются в качестве несущих элементов перекрытий и стропильных конструкций для зданий. Деревянные двутавры подходят для кирпичных, брусовых, блочных и бревенчатых домов.
Технические характеристики: прочность и вес
Деревянные двутавры изготавливают из клееных пиломатериалов. Оба пояса – из деревянных брусков, которые скреплены OSB или вставкой из древесного волокна.
За рубежом такие балки изготавливают из OSB и HDF, а в России есть несколько заводов, которые производят такие балки из ОСП и фанерной стенки, к качеству которых, правда, пока еще остаются вопросы.
Давайте рассмотрим внимательнее технические характеристики таких двутавров:
Вот как выглядит стропильная система из двутавровых балок:
Сама формула «дерево+OSB+дерево» позволяет избежать многих недостатков, без которых не обойтись, когда приходится использовать сплошную деревянную балку.
Сравнение с другими стройматериалами
Давайте перечислим главные преимущества таких балок. Они прямые, т.к. полностью лишены изгибающих моментов, ведь OSB уже не «поведет». При этом балки достаточно прочные и простые в монтаже, т.к. для их установки не нужны специальные навыки.
Вот сравнение деревянного двутавра и обычной обрезной доски по основным показателям:
Далее, по сравнению с древесиной, двутавровые балки намного меньше весят, отлично перекрывают большие пролеты и со временем не меняют своей геометрии.
В тоже время обычные деревянные брусья рискуют покрыться трещинами, кручению и усадке:
Благодаря особым свойствам деревянный двутавр настолько жесткий, что им можно перекрывать большие пролеты без каких-либо промежуточных опор.
Так, двускатные балки, и балки с параллельными поясами применяют для несущих перекрытий с пролетами от 6 до 15 метров! В таком случае офисные и жилые помещения получаются достаточно просторными, что сегодня особенно модно.
Причем эти преимущества особенно ценны, если их сравнивать с более привычными на российском рынке материалами. И главный плюс здесь – в весе двутавра:
К слову, двутавровые балки не применяют одновременно с обычным брусом, ведь степени их усадки значительно отличаются. В итоге, если все-таки совместить оба вида материала, через год-два перекрытие потеряет свою горизонтальность, а у стен больше не будет ровной опоры.
Материалы изготовления: полки и стены
Верхний и нижний пояса двутавровых балок изготавливают из массивной или специальной модифицированной древесины, а вертикальное заполнение — из OSB или фанеры.
Секрет всех перечисленных преимуществ в том, что при изготовлении двутавровых балок используется древесина с влажностью не более 18%. Для этого используются двухкомпонентный клей и ребра жесткости из качественных ориентированно-стружечных плит, благодаря чему у таких балок нет проблем со скрипом или неровностями пола.
Качественные балки не теряют своих ценных физических свойств при перепадах температуры и влажности, а резать и корректировать двутавровые балки не сложно самыми обычными плотницкими инструментами.
Бруски в такой конструкции нужно применять цельного сечения, а стыки делать с зубчатым шипом, который изготавливают специальной фрезой. Далее стенку на клей вставляют в пазы поясов балок. По торцам балок устанавливают ребра жесткости. Далее балки защищают антисептирующей обмазкой или раствором из краскопульта.
Плита OSB изготавливается из плоской древесной щепы путем прессования, а щепки, обычно из древесины хвойных пород, соединяются синтетическими смолами. Благодаря всему этому у плиты – высокие водостойкие характеристики. Ведь здесь кусочки древесины как бы переплетаются, и создают собой прочный материал без концентраторов напряжений (одним словом, однородный, одинаковый по всей длине).
Материал получается куда более качественным, чем обычная фанера. И при этом даже более эластичный, благодаря чему в нем отлично держатся строительные скобы, гвозди, шурупы и другие элементы.
Применение такой основы имеет свои преимущества. Так, природные пиломатериалы не лишены недостатков, их качество довольно сложно определить на глаз. В то же время искусственные балки максимально надежны и точны.
В них нет дефектов, сучков и деформаций, они не растрескиваются и не гниют. Конструкции, получаемые из таких материалов, называются формостабильными. Они не скрипят, как деревянные, более прочные и жесткие. На их изготовление необходимо меньше натурального сырья, и меньше требований к его качеству.
Вот очень интересное видео по изготовлению деревянных двутавровых балок своими руками:
Также деревянные двутавровые балки выпускают с фанерной стенкой. Полки здесь делают из деревянных брусков прямоугольной формы, с волнообразной стенкой из особой водостойкой фанеры.
Вы наверняка задумывались, а почему нельзя в качестве стенки использовать обычную доску, тем более, что та попрочнее фанеры или OSB?
На самом деле такие материалы в процессе производства подвергаются горячему прессованию, а потому обладают куда большей плотностью, чем обычная древесина. Впрочем, доска действительно иногда используется, но только плотной породы, после профессиональной глубокой пропитки и в более редких случаях.
Серии и виды: современный сортамент
Сортамент двутавра говорит о характеристиках балки: высота, толщина и ширина каждого элемента. Так. деревянные двутавровые балки имеют такие виды:
- «БДК» — клеенный двутавр с широкой полкой, предназначенный для коротких пролетов.
- «БДКУ» — усиленная балка с широкой полкой для длинных пролетов.
- «БДКШ» — широкая балка для стропильных систем, нагруженных конструкций и особо длинных пролетов.
- «СДКУ» — усиленная балка для стенового каркаса.
- «СДКШ» — широкая стойка для устройства каркаса стен.
У всех этих вариантов также есть подвиды:
Иногда, для некоторых проектов, двутавровые балки изготавливают спаренными, увеличивая тем самым их жесткость:
К слову, есть еще одна вариация деревянного двутавра: пояс балки изготавливают из сухой хвойной древесины, а соединяющую перемычку – из оцинкованной высокопрочной стали с особым полимерным покрытием.
Деревянные части балки обязательно обрабатывают огнебиозащитным составом, ведь здесь идет контакт металла с древесиной.
Особенности применения и монтажа
Применение таких балок достаточно просто:
В жизни такой монтаж выглядит так:
Еще отметим, что у балок OSB высокая прочность и удобная конструкция, которая позволяет проводить нужные инженерные коммуникации прямо в перекрытиях.
Сегодня объемно-планировочные решения бывают настолько сложными, что без несущих стальных балок не обойтись, ведь при пролетах от 7 метров никакие бетонные конструкции не эффективны.
В отличие от деревянной, металлическая двутавровая балка перекрывает пролеты со значительной нагрузкой, не горит и устойчива к биологическому воздействию (плесень, жучки). Правда, при пожаре со временем она способна потерять свою несущую способность, а также корродировать при отсутствии защиты. Кроме того, металлический двутавр тяжелый, и его не установить без специальной техники.
Но стальные балки не используются для строительства перекрытия мансард дома, у фундаментов которых – предельная нагрузка. Также такие балки окажутся достаточно тяжелыми для стен из пористых, ячеистых материалов и профилированного бруса, который со временем дает усадку.
Типы стали для изготовления балок
Двутавровые металлические балки сегодня изготавливают из прокатной стали, алюминиевых сплавов и стального литья. При этом сталь представляет собой сплав железа с углеродом, лишь с небольшими примесями и легирующими добавками. Наиболее популярна в этом плане малоуглеродистая.
Сама сталь может еще и отличаться по способу производства, например, на спокойную, кипящую и полуспокойную. А, в зависимости от свойств стали, ее делают на обычную и с повышенной или высокой прочностью.
Так, малоуглеродистые стали – это стали средней прочности, а низколегированные уже обладают повышенной прочностью. Самая крепкая – среднелегированная.
Сварные и прокатные двутавры: в чем разница?
По типу сечения стальные балки бывают прокатными или составными, соединенными при помощи сварки. Горячую прокатку балки производят на прокатных станках – специальных установках с вращающимися валиками. Для этого берется толстый слиток, который перемещают по рольгангу и балка приобретает форму двутавра.
В процессе прокатки слитки перемещаются по рольгангу и обрабатываются рядом валков, в результате чего длина заготовок сильно возрастает, а поперечное сечение постепенно уменьшается и приобретает форму двутавра. Это достаточно производительный метод, но, из-за применения сложного оборудования, обходится недешево.
А вот сварные двутавры производят на автоматизированных линиях. Для этого нарезаются заготовки, собираются двутавровые профили и варят их под флюсом. После этого профили еще дополнительно будут обработаны прокаткой, чтобы достичь идеальной геометрии полок.
Далее поверхность профиля зачищают и наносят защитное покрытие. Только при помощи сварной технологии можно изготовить балки с максимально точными размерами, тонкостенные и разнополочные двутавры.
Сварные балки более легкие, до 30% легче горячекатаных, и хороши тем, что позволяют применять в одной конструкции разные типы сталей. Например, для полок идет одна, для стенок – другая.
Так, самые напряженные участки в ней изготавливаются из стали повышенной прочности, а менее напряженные – из малоуглеродистой стали. Такой подход снижает стоимость балки на 5%.
Сами балки, в которых одновременно используются несколько разных сталей марки, называются бистальными. Все просто: наименее в балке нагружены стенки, а больше всего – пояса. Вот в поясах и используется сталь более высокой прочности, а это 14Г2, 10Г2С1.
К слову, применение бистальных двутавровых балок наиболее целесообразно при статических нагрузках. А по сравнению с балками из одной стали, такие обойдутся на 5-15% дешевле.
Сам по себе прокат таких профилей производительнее сварки, но сварные балки легче изготовить нужных параметров. Например, только сварным методом получается сделать балки высотой 4 метра и более.
Особенности конструкции стальных двутавров
Металлическую двутавровую балку часто делают разного сечения. Зачем? Дело в том, что у самой балки в процессе ее работы идет разное напряжение по длине, и местами оно значительно ниже допускаемого.
Кроме того, для разных задач допускается определенный изгиб стенок балки. Чего, кстати, не провернуть с деревянным двутавром. Рассчитывают кривизну стенок балки по такой формуле:
Также популярен такой метод, как концентрация металла в ребрах и уменьшение толщины стенок (этот прием дает экономию 10-20%).
Получается, что в таких местах металла приходится использовать больше, чем необходимо, а это уже перерасход. Поэтому иногда изготавливают профили с переменным сечением, ввиду экономии, хотя большинство балок имеет профиль, который постоянный по всей своей длине.
Серии и номера стальных двутавров
У металлических двутавровых балок разное назначение, а потому могут отличаются характеристики. Так, балки с параллельными полками маркируются так:
- «Ш» — это двутавры с широкими полками, выдерживающие значительные нагрузки.
- «У» — балки с узкими полками для жилого строительства.
- «Д» — двутавровые балки со средними полками.
- «К» — балки, специально выпускаемые длясооружения колонн, достаточно тяжелые и прочные.
По углу наклона балки делят на такие виды:
- «М» — балка с наклонными полками, для сооружения подвесных путей. Здесь угол наклона не превышает 12%. При этом 12% и 16% — это максимум для внутреннего угла.
- «С» — двутавр для укрепления стволов шахт, с углом наклона граней до 16%.
По степени точности двутавры классифицируют так:
- «Б» —балка обычной точности изготовления. Подходит для большинства строительных задач.
- «В» — продукция повышенной точности, специально разработанная для сложных задач, где имеют значение мельчайшие погрешности.
По форме полок металлические двутавры изготавливают двух видов — с уклоном внутренних граней полок или с параллельными:
А вот дополнительные серии таких балок:
Есть еще такие подвиды:
Подбирать стальные балки для строительства дома должен профессионал, который имеет на руках точные расчеты допустимой нагрузки на фундамент и сам проект постройки.
Есть еще такой отдельный вид двутавровых балок, в которых сочетается древесина и металл. Такая, к слову, применяется в Европе еще с 1970 года.
Хотя гофро0балка и выглядит интересно, в России такую конструкцию начали применять еще в 30-х годах прошлого века. Тогда нечто подобное задействовали в деревянных конструкциях. Сегодня же такие балки варят в нескольких металлургических заводах страны.
Теперь этот вид балки представляет собой сварную легкую конструкцию из профлиста, который приварен к стальным полкам. Причем сами полки здесь из горячего проката, а профлист – холоднокатанный.
Посмотрите, как выглядят такие балки:
К идее гофрирования стенок таких балок пришли с целью экономии, если говорить грамотным языком – снижения металлоемкости строительства. Естественно, гофрированная стенка может быть тоньше обычной металлической (всего 1,5-1,8 мм), т.к. у нее уже есть поперечные ребра.
Которые, ко всему, еще и повышают крутильную жесткость самой балки! А, значит, позволяет избавить от главного недостатка, который свойственен двутавру. Здесь напряжение развивается только у поясов, падает почти до нуля, а все касательные напряжения равномерно распределяются по высоте стенок.
Сама гофра может быть как волнистой, так и треугольной (такая считается более технологичной). Еще более прочная балка не с вертикальными гофрами, а горизонтальными.
В общей сложности гофры располагаются к верхнему поясу под углом 45-50°, с расчетом соотношения высоты волны к ее длине от 1/5 до 1/20.
По сравнению с обычными двутавровыми горячекатаными балками гофробалки выходят экономнее на 20-40%. Мало того, что такие балки весят меньше, само профилирование придает большей жесткости при вращении, а потому в монтаже таких балок используется меньше специальных подъемных приспособлений в виде дополнительных уголков и связей. Это значительно упрощает монтаж.
Гофробалки хороши в качестве кровельных прогонов с пролетом от 9 м и как несущее основание в многоэтажках с пролетами до 24 метров.
Единственный существенный недостаток таких конструкций в том, что они довольно трудоемки в изготовлении. Но, благодаря тому, что у таких балок нет ребер жесткости, уменьшается расход металла и длина сварных швов.
На конечную стоимость любого изделия напрямую влияет такое понятие, как себестоимость. Еще сначала ХХ века ради экономии инженеры активно разрабатывали и испытывали изгибающие элементы в строительных материалах. Так и пришли к в выводу, что проектирование балок с перфорированной стенкой более целесообразно, чем двутавры со сплошными стенками.
Благодаря увеличению высоты балки и наличию в ней отверстий материал сечения перераспределяется ближе к полкам, а там нормальное напряжение (термин такой) больше. Вот почему само по себе увеличение высоты сечения в полтора раза во столько же повышает его сопротивление и в два раза увеличивает момент инерции.
У деревянных двутавров внутренние отверстия располагают по одиночке, а у стальных зачастую делают с регулярным шагом.
Двутавры с внутренними отверстиями
В таких балках часто изготавливают круглое либо прямоугольное отверстие. Также, чтобы увеличить прочность балки, в прямоугольных отверстиях делают вырезку углов по радиусу. Кроме того, нельзя делать нарезы прямо на полках балки. Само отверстие, обычно диаметром 38 мм, делают в любом месте стойки, кроме как прямо над опорой.
Если же отверстий несколько, тогда соблюдаются определенные рекомендации. Но в стойке балки при этом оставляют зазор 6,5 мм, между границей отверстия с нижней, верхней стороны и полкой.
Далее, придерживаются таких правил изготовления отверстий:
- длина прямоугольного отверстия не должна быть больше высоты проделанного отверстия более, чем в полтора раза;
- между краями круглых отверстий расстояние не должно быть больше, чем в 2,5 раза;
- расстояние между краями прямоугольных отверстий не должно быть больше, чем 5 раз, чем длина самого большого прямоугольного отверстия;
- между краями прямоугольного и круглого отверстия расстояние должно быть не менее чем в 5 раз, чем длина самого большого прямоугольного отверстия, или больше в 5 раз, чем диаметр самого большого круглого отверстия:
Сквозные двутавровые балки
Если говорить техническим языком, перфорированный двутавр – это многократная статически неопредеимая система. Если проще, то такая балка по своей конструкции подобна безраскосной ферме, и даже расчитывается по ее формулах.
Весь секрет в том, что в середине стенок и простенков в местах отверстий находятся точки с нулевыми моментами, а в них – условные шарниры. В такой балке взаимодействуют поперечные и продольные силы. А как именно, зависит от схемы резов стенок.
Необходимы балки с перфорированной стенкой, когда нужно увеличить несущую способность у прокатных двутавров. Здесь попросту увеличивают высоту перфорированной стенки, благодаря чему повышается жесткость и несущая способность самой балки. Иногда также применяют раскосы.
Чтобы изготовить такую балку, ее в процессе производства при помощи газовой резки или мощного процесса разрезают зигзагообразной ломаной линией, с так называемым регулярным шагом. Затем обе половинки соединяют сваркой так, где соприкасаются выступы стенки. Форма ломанной линии и внутренние отверстия бывают самыми разными, в зависимости от расчетов прочности.
В итоге перфорированная балка весит столько же, что и прокатный профиль, но обладает более высокой жесткостью и несущей способностью, а потому применяется на пролетах большей ширины.
Но, хотя в такой балке применение стали экономится до 30%, само изготовление выходит дороже, ведь оно сложнее. А на практике высота сквозного двутавра получается в 1,3-1,5 раз больше, чем обычный, а потому в 1,5-2 раза больше момент инерции сечения. Благодаря этому несущая способность сквозного двутавра, по сравнению с несквозным, получается в 1.3-1,5 раз больше!
Если вам интересно, вот занимательный видео-ролик о том, как на самом деле распределяются силы внутри стальной балки и почему лишний материал там совсем не нужен:
И при этом, если сквозной двутавр изготавливают бистальным (из разных видов стали), то при той же несущей способности балка получается на 34-39% легче и на 16-20% дешевле, чем сплошная горячекатаная или из малоуглеродистой стали. Одним словом, такой двутавр еще более компактен, транспортабелен и изготавливается на заводе при помощи высокоавтоматизированного оборудования.
Так, внутренние резы бывают симметричными и асимметричными, по отношению к вертикальной оси. Для изготовления симметричного реза балку соединяют из двух половинок от разных двутаров.
Так получается два вида балки: со вставками на опорах и без них. А вот при ассиметричном резе производят только один тип балки, у которого один конец остается без вставки, а у другого вставка есть.
Иногда перфорированные двутавры изготавливают из заготовок разных двутавров. Но тогда в сжатой зоне необходимо устанавливать половинку из более крепкого двутавра с более прочной сталью. Так добиваются устойчивости стенок сжатых поясов. Самое наличие отверстий в стенке распределяет нормальные напряжения по всей высоте балки.
Ко всему, сквозные двутавры настолько прочные, что при определенном усилении их верхней части стенки таковые активно применяют в качестве подкрановых балок.
Неспроста строительные технологии всегда стремятся достичь уменьшения веса и увеличения прочности используемых материалов. Благодаря всему этому дома получаются крепкими, но не тяжелыми и не требуют «зарывания денег в землю», как любят выражаться каменщики.
И если вы после прочтения статьи убедились в том, что эта технология стоит вашего внимания – применяйте ее смело.
Остались ли у вас еще вопросы? Задавайте!
Двутавровая балка – виды и технические характеристики
Двутавровая балка — это один из основных профилей проката, широко применяемого в строительстве. Популярность двутавра объяснима тем, что нагрузка, которую может выдержать такой профиль, 30-кратно превышает нагрузку профиля квадратной формы той же площади сечения.
Поэтому Н-образные двутавровые балки широко применяют для строительства промышленных, гражданских и военных объектов, в горнорудной промышленности при строительстве шахт, а также инженерных сооружений, например, опор, ж\д мостов, и других сооружений, где от металлоконструкций требуется высокая прочность и сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам.
Виды двутавровых балок
Все балки такого профиля можно разделить по следующим параметрам:
- размеры,
- назначение,
- технология изготовления,
- толщина стенок,
- состав материала,
- расположение планок и другие характеристики.
Помимо стандартных двутавр с углом наклона внутренних планок от 6 до 12 градусов, промышленностью также выпускаются балки серий М и С, отличающиеся по своим характеристикам и стоимости.
Серия М — используется для подвесных путей (монорельс), их можно визуально определить по углу наклона внутренних граней, составляющему меньше 12 градусов.
Серия С, специальная — угол наклона до 16 градусов, используются для армирования стволов шахт.
Также и балки другого назначения маркируются буквами своих серий:
- Б — стандартная, обыкновенная двутавра,
- Ш — широкополочная балка, обычно применяется для возведения ненагруженных колонн,
- К — балки, применяемые для возведения тяжелых колонн.
По типу изготовления балки делятся на:
- горячекатаные,
- сварные.
Горячекатаные цельные балки, согласно ГОСТу 8239-72, выпускаются высотой от 100 мм до 500 мм и длиной от 4 до 12 метров. Однако, длина балок может различаться, в зависимости от производителя, и может быть как мерной, так и различной длины, даже превышая 12 метров, если на то есть договоренность с заказчиком проката.
Сварные балки, благодаря особенностям технологии их изготовления, могут быть крупнее, чем 500 мм по высоте, доходя до 1013 мм.
Помимо габаритных размеров, при выборе двутавр нужно учитывать толщину полки. Сделать это для балок с наклонными гранями сложнее, поэтому у балок таких серий этот параметр определяют как общее среднее значение.
Другой немаловажной характеристикой является вес погонного метра балки. По причине того, что для их производства применяется качественная легированная сталь с низким содержанием углерода, такие балки имеют солидный вес, который нужно учитывать в проектировании с применением двутавровых балок.
к оглавлению ↑Расчет нагрузки на двутавровую балку
Вес двутавровой балки рассчитывается на основании параметров профиля из ГОСТ 8239—89. В этом стандарте приведены характеристики всех стандартных профилей, выпускаемых промышленностью.
Чтобы рассчитать нагрузку и выбрать из сортамента подходящий профиль, необходимо произвести расчет несущей способности балки, а затем добавить запас прочности. Обязателен запас прочности в 20-30% для сварных конструкций и рекомендуется, с учетом прогиба, выбирать более крепкий профиль, превышающий по характеристикам подходящий по нагрузке.
Двутавровая балка ГОСТ 8239—89
Обычно на балке указывается ее размер и допустимая нагрузка. Величину нагрузки можно рассчитать как произведение рассчитанного нормативного воздействия на данный элемент конструкции, умноженный на коэффициент прочности по нагрузке. К этому значению прибавляем собственный вес балки и получаем значение, по которому можно выбрать нужный профиль.
Также нужно помнить, что для балок, используемых как для перекрытий, так и колонн, необходим некоторый запас для сварных швов. Особенно актуально это для колонных балок, требующих для своего размещения наличия железобетонной подушки, к которой приваривается балка. В этом случае нужно оставлять допуск около 40 мм для приваривания балки.
к оглавлению ↑Точность прокатки
Согласно стандарту, двутавровые балки выпускаются двух серий:
- обычной точности (В),
- повышенной точности (Б).
Качество профиля замеряют по целому ряду отклонений от эталонных показателей, а именно:
- высоте,
- ширине полки,
- толщине полки,
- перекосу полки при заданной ширине,
- отклонению от симметричности,
- длине балки.
Все вышеперечисленные параметры указаны в ГОСТ 8239—89, там же прописаны требования к качеству изготовления профиля, независимо от серии, а также способы замера показателей двутавровых балок.
Являясь незаменимым видом металлоконструкций в строительстве, двутавровые балки активно применяются в возведении конструкций, отличающихся надежностью и долговечностью.
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 свойстваДлина 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 примененияДвутавровые 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.
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 сеченияПромышленностью 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.
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 сеченияДля 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».
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 двутаврДвутавровая 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.
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 изготовленияДвутавровая 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.
Похожие темы:
Двутавровая балка – общие сведения, классификация, применение
Двутавр – характерная для стержневых элементов форма поперечного сечения, геометрия которого напоминает единицу Римского алфавита или перевернутую на 90° букву «Н». Этимологически слово «двутавр» является производным от слова «тавр» (лат. «taurus» — бык), значение которого в архитектурной терминологии определено, как «Т-образная (двурогая) балка» или «профиль Т-образного сечения». Соответственно, «двутавром» принято называть балку с поперечным сечением из двух тавров.
Эффективность двутаврового сечения
Из классической теории сопротивления материалов известно, что способность стержневых элементов воспринимать различные виды деформаций зависит не только от свойств материала и размеров поперечного сечения, но еще и от геометрической формы этого сечения и характера расположения его относительно вектора действующих нагрузок.
В ходе теоретических и экспериментальных исследований, проводившихся несколькими веками ранее, было установлено, что двутавр является самой рациональной и эффективной (с точки зрения расхода материала) формой поперечного сечения для элементов, работающих на изгиб, т.е. для балочных конструкций. Так, например, по сравнении с балкой прямоугольного профиля двутавровая балка (равноценная по площади сечения и пролету) выигрывает в 5 раз по прочности и почти в 30 раз по изгибной жесткости.
История рационализации российского сортамента
Первый российский сортамент металлопроката был разработан в 1900 г. (до этого строили по немецкому сортаменту). В этом стандарте был предусмотрен всего один тип двутаврового профиля, который в силу особенностей своей геометрии мог эффективно использоваться только в качестве элементов, работающих изгиб (балок).
С момента появления первого отечественного сортамента прошло сто с небольшим лет. За это время инженерная наука, как и металлургическая промышленность, прошли огромный путь, в процессе которого произошел пересмотр не только принципов формообразования металлических конструкций, но и способов их изготовления и технологий монтажа.
Интенсивное развитие промышленности (всех отраслей), появление новых высокопрочных сталей и способов сварки, развитие нормативно-технической базы, разработка и внедрение новых методов расчета конструкций, — все эти факторы способствовали повышению металлоемкости строительной отрасли в целом, что вызвало необходимость совершенствования старых и разработки новых эффективных конструкционных форм стальных профилей.
В результате масштабной рационализации (улучшения) российского сортамента сфера применения стального двутаврового проката (в период с 1960 г.) заметно расширилась за счет внедрения в отрасль новых эффективных типов двутавровых профилей с параллельными гранями полок. Сегодня симметричный двутавровый профиль без преувеличения можно назвать самым востребованным в строительстве типом металлопроката!
Классификация стальных двутавровых балок
Действующие ГОСТы на сортамент металлопроката балок разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований по выявлению наиболее рациональных типов фасонных профилей и частоты их градации.
Рис.1. Основные типы производимых сегодня двутавровых профилей
Классический двутавр с уклоном внутренних граней полок 6-12% (ГОСТ 8239-89) применяются главным образом в качестве элементов, работающих на изгиб, а также в составных сечениях колонн. Работа в качестве сжатых элементов (стоек, колонн) не эффективна ввиду малого момента инерции. Балки обозначаются в сортаменте по номерам, соответствующим высоте профиля в сантиметрах.
Двутавры с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93) выпускаются трех основных типоразмеров: нормальные балочные (Б), широкополочные (Ш), колонные (К). Двутавры «Б» выпускаются высотой до 1000 мм, с шириной полок до 320 мм. Двутавры «Ш» имеют высоту также до 1000 мм при максимальной ширине полок 400 мм. Двутавры «К», использование которых эффективно в колоннах зданий, имеют соотношение высоты к ширине полок 1:1 и максимальные размеры 400х400 мм.
характеристики, маркировка металлических видов, монтаж
Ни один строительный объект, каким бы ни было его назначение, не обходится без применения балок перекрытия. Ее функция как инженерной конструкции – в успешном перераспределении вертикальных и горизонтальных нагрузок в процессе собственной работы на изгиб.
Двутавровые балки перекрытия представляют собой тип фасонного проката, изготовленного из высококачественной стали. Сталь может быть либо низколегированной, либо углеродистой. Этот тип сортового проката имеет форму бруса, ориентированного горизонтально или наклонно. Или, говоря простым языком, стальная двутавровая конструкция – это прокат определенной формы, изготовленный из профильной стали специального исполнения. Форма определяется его конструктивными особенностями. Чаще всего она внешне похожа букву «Н». Такая форма усиливает прочность элементов конструкции и придает дополнительную жесткость. Где же используются двутавровые балки перекрытия?
Балка двутавровая: применение ↑
Балка металлическая двутавровая из стали больше известна как элемент перекрытий каркасов промышленных зданий, имеющих большие пролеты. Их используют также при возведении мостов и других подвесных путей, колонн и другого во всех тех местах, где присутствуют повышенные нагрузки и им необходимо противостоять. Они воспринимают нагрузку от вертикального поперечного воздействия, которая одновременно отражается на стенах, колоннах и других опорах.
Деревянный аналог стального двутавра используется в каркасном домостроении. Следует отметить, что в последнее время его нередко стали использоваться в оформлении строений как элемент дизайна.
Их правильный расчет обеспечивает большую эффективность металлоемкости, нежели этот показатель у обычной горячекатаной конструкции. При установке двутавра уменьшается масса несущих конструкций, что позволяет сократить затраты на строительство. Двутавры используются также в тяжелом машиностроении при создании тяжелого оборудования.
Незначительный вес при чрезвычайно высокой жесткости делает их идеальным вариантом для использования в качестве основы под высоконагруженные строения.
Интересно
Отметим,что двутавры значительно жестче, нежели квадратные профили и уголки.
Виды двутавровых балок ↑
В конструкциях двутавров внутренние грани полок могут располагаться наклонно либо параллельно. Сортамент, который имеет балка двутавр, характеристики, габариты в основном определяются расстоянием между параллельными (П) или наклонными (У) внешними гранями.
Типоразмеры и ГОСТы: ↑
- Балка двутавровая ГОСТ 26020 83 характеризуется параллельными гранями полок. Под этот стандарт входят двутавры, имеющие высоту 10–100 см и ширину полок – 5,5–40 см. По последнему параметру классифицируют на: узкополочные (У), нормальные (Б), среднеполочные (Д), широкополочные (Ш) и колонные (К). Колонные двутавры отличаются почти одинаковой высотой профиля и шириной полки.
Двутавры, характеризующиеся наклонными гранями, классифицируются на:
- обычные (ГОСТ 8239 89) – ограничения на величину уклона внутренних граней составляют порядка 6–12%;
- специальные (ГОСТ 19425 74) – М: подвесные пути, имеющие угол наклона не больше 12% и С: для армированных шахтных стволов, имеющих угол наклона до 16 %.
колонные двутавры (К) по ГОСТ 26020-83
Изделие выполненное по ГОСТ полностью соответствует параметрам чертежа, то есть имеет заданное поперечное сечение, размеры полок (высота, ширина и толщина) и другое.
Маркировка: как расшифровать ↑
Начнем с двух цифр в начале маркировки. Они отмечают высоту в сантиметрах конкретной группы профилей. Следующие индексы – буквенные, они указывают на вид профиля в соответствии с шириной полок, к примеру, У, К и т. д. Если профили в группе отличаются размерами стенок и полок, то далее в маркировке указан размер профиля в серии. Например, маркировка двутавра с параллельными гранями может иметь вид: 25Б, 100Ш, 35К, 24ДБ1.
Монтаж ↑
Двутавр металлический изготавливают поэтапно. Прежде всего металл раскраивается на полосы требуемых размеров. Для улучшения провара кромки разделывают на специальном станке. Подготовленные полосы монтируют на сборочном стане. Их укладывают на входной конвейер, зажимают, позиционируют и фиксируют. Завершают сборку сварочными работами на специальном станке. Сваривают его двумя комплектами сварочных головок под флюсом. Двутавр в основном состоит из трех элементов. Поясные швы приваривают сварочными автоматами, а ребра жесткости приваривают поперек чаще вручную, в крайнем случае – полуавтоматом. Сварные конструкции собирают различными способами: используя хомуты и прихватки или в особом кондукторе.
балка металлическая двутавровая: процесс производства
Готовый двутавр очищают от налета ржавчины, жира, грязи и другого, используя дробеструйную установку. После этого качество его покрытия из краски и лака заметно улучшается.
При устройстве конструкции швы поясов иногда сваривают по ручной технологии. Тогда последовательность сборки полностью меняется. Сначала на пояс в нижней части конструкции монтируют вертикальную стенку, а следом ребра жесткости. Их захватывают и монтируют пояс в верхней части. Собранная конструкция зажимается хомутами и переходят к сварочным работам.
на фото металлическая балка двутавр
Наиболее ответственным этапом монтажа считается стыковка двутавровых балок. Швы поясов в обеих направлениях от стыка незаваривают на длину в полтора раза большую, нежели поясная ширина. Стык двутавровых балок свариваются в такой очередности: свариваются стыки вертикальной стенки, двух поясов, сначала ту, которая работает на растяжение, затем вторую, работающую на сжатие. Завершают устройство стыка довариванием швов на поясах на тех участках, которые остались незаваренными.
Совет
Для сварки монтажных стыков необходимо использовать электроды высочайшего качества.
Сварная конструкция имеет массу преимуществ перед прокатной и, в первую очередь, это ее более высокие прочностные характеристики при массе, меньшей прокатной примерно на треть.
Двутавр металлический: сборка на видео
Материалы к статье:
© 2021 stylekrov.ru
Балка двутавровая – Челябинск, регионы. Документация.
Двутавровые балки деляться на:двутавровые балки с параллельными гранями полок:
Двутавровая балка Б – нормальные балки;
Двутавровая балка I – (широкая балка) широкополочные балки;
Двутавровая балка К – колонные балки.
Широкополочные балки применяются при строительстве несущий констркуций.
Сортамент балок строительных с уклоном граней полок деляться на:Обычные двутавры – Балка Б (уклон внутренних граней полок 6-12%) ГОСТ 8239-89: № 10, 12, 14, 16 и т.д.; Сортамент таких двутавровых балок соответствует ГОСТ 8239-89.
Специальные (М и С):
Балка М (мостовая балка или монорельсовая балка) – двутавровые балки для подвесных путей
Балка С (балка специальная строительная) – двутавровые балк для усиления и укрепления шахнтых стволов. Сортамент таких двутавровых балок соответствует ГОСТ 19425-74.
Минимальный размер металлической балки -10, максимальный размер – 100. Остальные размеры изготавливаются только по предварительному специальному заказу.
Балка в разрезе:
| Обозначение профиля |
Размеры профиля | Масса в 1 м, кг | Метров в тонне | ||||
| h | b | s | t | R | |||
| мм | |||||||
| Нормальные двутавры | |||||||
| 20Б1 | 200 | 100 | 5,5 | 8 | 11 | 21,3 | 46,9 |
| 25Б1 | 248 | 124 | 5 | 8 | 12 | 25,7 | 38,9 |
| 25Б2 | 250 | 125 | 6 | 9 | 12 | 29,6 | 33,8 |
| 30Б1 | 298 | 149 | 5,5 | 8 | 13 | 32,0 | 31,3 |
| 30Б2 | 300 | 150 | 6,5 | 9 | 13 | 36,7 | 27,2 |
| 35Б1 | 346 | 174 | 6 | 9 | 14 | 41,4 | 24,2 |
| 35Б2 | 350 | 175 | 7 | 11 | 14 | 49,6 | 20,2 |
| 40Б1 | 396 | 199 | 7 | 11 | 16 | 56,6 | 17,7 |
| 40Б2 | 400 | 200 | 8 | 13 | 16 | 66,0 | 15,2 |
| 45Б1 | 446 | 199 | 8 | 12 | 18 | 66,2 | 15,1 |
| 45Б2 | 450 | 200 | 9 | 14 | 18 | 76,0 | 13,2 |
| 50Б1 | 492 | 199 | 8,8 | 12 | 20 | 72,5 | 13,8 |
| 50Б2 | 496 | 199 | 9 | 14 | 20 | 79,5 | 12,6 |
| 50Б3 | 500 | 200 | 10 | 16 | 20 | 89,7 | |
| 55Б1 | 543 | 220 | 9,5 | 13,5 | 24 | 89,0 | 11,2 |
| 55Б2 | 547 | 220 | 10 | 15,5 | 24 | 97,9 | 10,2 |
| 60Б1 | 596 | 199 | 10 | 15 | 22 | 94,6 | 10,6 |
| 60Б2 | 600 | 200 | 11 | 17 | 22 | 105,5 | 9,5 |
| Широкополочные двутавры | |||||||
| 20Ш1 | 194 | 150 | 6 | 9 | 13 | 30,6 | 32,7 |
| 25Ш1 | 244 | 175 | 7 | 11 | 16 | 44,1 | 22,7 |
| 30Ш1 | 294 | 200 | 8 | 12 | 18 | 56,8 | 17,6 |
| 30Ш2 | 300 | 201 | 9 | 15 | 18 | 68,6 | 14,7 |
| 35Ш1 | 334 | 249 | 8 | 11 | 20 | 65,3 | 15,3 |
| 35Ш2 | 340 | 250 | 9 | 14 | 20 | 79,7 | 12,5 |
| 40Ш1 | 383 | 299 | 9,5 | 12,5 | 22 | 88,6 | 11,3 |
| 40Ш2 | 390 | 300 | 10 | 16 | 22 | 106,7 | 9,4 |
| 45Ш1 | 440 | 300 | 11 | 18 | 24 | 123,5 | 8,1 |
| 50Ш1 | 482 | 300 | 11 | 15 | 26 | 114,2 | 8,8 |
| 50Ш2 | 487 | 300 | 14,5 | 17,5 | 26 | 138,4 | 7,2 |
| 50Ш3 | 493 | 300 | 15,5 | 20,5 | 26 | 156,1 | 6,4 |
| 50Ш4 | 499 | 300 | 16,5 | 23,5 | 26 | 173,8 | 5,8 |
| Колонные двутавры | |||||||
| 20К1 | 196 | 199 | 6,5 | 10 | 13 | 41,4 | 24,2 |
| 20К2 | 200 | 200 | 8 | 12 | 12 | 49,9 | 20,0 |
| 25К1 | 246 | 249 | 8 | 12 | 16 | 62,6 | 16,0 |
| 25К2 | 250 | 250 | 9 | 14 | 16 | 72,4 | 13,8 |
| 25К3 | 253 | 251 | 10 | 15,5 | 16 | 80,2 | 12,5 |
| 30К1 | 298 | 299 | 9 | 14 | 18 | 87,0 | 11,5 |
| 30К2 | 300 | 300 | 10 | 15 | 18 | 94,0 | 10,6 |
| 30К3 | 300 | 305 | 15 | 15 | 18 | 105,8 | 9,5 |
| 30К4 | 304 | 301 | 11 | 17 | 18 | 105,8 | 9,5 |
| 35К1 | 342 | 348 | 10 | 15 | 20 | 109,1 | 9,2 |
| 35К2 | 350 | 350 | 12 | 19 | 20 | 136,5 | 7,3 |
| 40К1 | 394 | 398 | 11 | 18 | 22 | 146,6 | 6,8 |
| 40К2 | 400 | 400 | 13 | 21 | 22 | 171,7 | 5,8 |
| 40К3 | 406 | 403 | 16 | 24 | 22 | 200,1 | 5,0 |
| 40К4 | 414 | 405 | 18 | 28 | 22 | 231,9 | 4,3 |
| 40К5 | 429 | 400 | 23 | 35,5 | 22 | 290,8 | 3,4 |
| Обозначение профиля |
Размеры профиля | Масса в 1 м, кг | Метров в тонне | ||||
| h | b | s | t | R | |||
| мм | |||||||
| ГОСТ 19425-74 | |||||||
| 24М | 240 | 110 | 8,2 | 14,0 | 10,5 | 38,3 | 26,11 |
| 30М | 300 | 130 | 9,0 | 15,0 | 12,0 | 50,2 | 19,92 |
| 36М | 360 | 130 | 9,5 | 16,0 | 14,0 | 57,9 | 17,27 |
| 45М | 450 | 150 | 10,5 | 18,0 | 16,0 | 77,6 | 12,89 |
| ГОСТ 8239-89 | |||||||
| 60 | 600 | 190 | 12,0 | 17,8 | 20,0 | 108,0 | 9,3 |
Сортамент двутавровых балок: 10, 10б1, 12, 12б1, 14, 14б1, 16, 16б1,18 , 20, 20б1, 20ш1, 20к1, 25б1,25б2, 25к1, 25к2, 25ш2, 30, 30б1, 30б2, 30ш1,30ш2, 30к1, 30к2, 35б1, 35б2, 35к1, 35к2, 35ш1, 35ш2, 36, 40, 40б1, 40б2, 40к1, 40к2, 40ш1, 40ш2, 45, 45б1, 45б2, 50б1, 50б2, 50ш1, 50ш2, 55б1, 55б2, 60б1, 60б2, 60ш1, 60ш2, 60ш3, 70б1, 70б2, 70ш1, 70ш2, 100б1, 100ш1.
Компания СтальПро предлогает Вам балки из обычной стали (балка ст3сп5) и балки двутавровые из низколегированной стали (балка ст9г2с). Низколегированная балка соответствует ГОСТ 19281. СТроительные балки, которые представляют собой изделие из низколлегированный стали, сегодня широко применяются в промышленном и гражданском строительстве. Такие металлические балки строительные имеют сечение в виде буквы “Т” (балка тавровая).
Балки сварные производятся из легированных и низколегированных листов без потери прочности в соответствии с ГОСТ 26020-83, либо СТО АСЧМ 20-93. Сварка производится соверменными сварочным автоматом под слоем флюса, соединения соответствуют ГОСТу 8713-79, 14771-76. При необходимости, по желанию заказчика, возможна дополнительная защита от коррозии: огрунтование или горячее цинкование.
Области применения двутавровых балок и их виды
Двутавровая балка — основной элемент большинства строительных конструкций, имеющий поперечное сечение в форме «Н». Ее широко применяют в строительстве зданий и сооружений ввиду особенности выдерживать высокие нагрузки. При выборе двутавра проводят предварительные расчеты для обеспечения надежности и безопасности эксплуатации строения.
Характеристики двутавровых балок
Двутавровые балки являются одной из разновидностей сортового металлопроката. Их профиль имеет характерное сечение в форме буквы «Н», обеспечивающий оптимальное распределение нагрузки в обеих направлениях: вертикальном и горизонтальном. Балки различают по размерам поперечного сечения и массе.
Для упрощения выбора балки с необходимыми характеристиками используют маркировку и специальную нумерацию. Основная задача конструктивного элемента — выдерживать все нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации конструкции.
К основным особенностям двутавровых балок относят их стойкость к высоким нагрузкам, неподверженность воздействию внешних факторов.
Двутавровые балки служат основным конструктивным элементом большинства каркасных сооружений и зданий.
Существуют как металлические, так и деревянные балки. Последние представлены в широком диапазоне размерного ряда. Деревянные двутавры позволяют уменьшить расходы на устройство фундамента, значительно снизить нагрузку (ввиду небольшой плотности древесины) и в целом ускорить выполнение строительных работ.
Области применения
Двутавровая балка — незаменимый элемент при возведении объектов промышленного и общественного назначения. Ее широко применяют при строительстве крупнопанельных зданий и частных строений в несколько этажей. Двутавр используют как несущий элемент во многих конструкциях: в производственных цехах и складах, шахтах и метро, мостах и эстакадах, в сооружениях для укрепления береговой линии и в котлованах, в тоннелях для транспорта различных видов, грузовых платформах, ж/д вагонах и морских судах.
Также есть еще несколько областей применения двутавровых балок: кровля, стропильные системы, обустройство мансардных помещений. При этом балки входят в состав не только металлоконструкций и сооружений. Их зачастую используют при строительстве домов из дерева и создании лестниц.
Двутавровые балки хорошо выдерживают нагрузку, даже если ширина пролета достаточно большая. Использование обычного перекрытия в таких случаях может привести к возникновению аварийных ситуаций.
Балки с «Н»-профилем зарекомендовали себя в качестве надежных строительных элементов, независимо от материала их изготовления. Они также легко поддаются транспортировке, поскольку как правило имеют относительно небольшую массу. Двутавры легко монтируют с применением заклепок, болтов или при помощи сварных соединений.
Плюсы и минусы использования двутавровых балок
Балки с «Н»-профилем имеют следующие преимущества:
- Выдерживают высокие нагрузки, направленные как горизонтально, так и вертикально.
- Простота транспортировки, хранения и монтажа строительных элементов.
- Относительно невысокая материалоемкость производства, а также низкая масса в сравнении со сплошными балками.
- При монтаже сварными соединениями допускается использование электродуговой и газовой сварки.
- Обеспечивает высокую жесткость готовой конструкции с нулевым крутящим моментом.
- Длительный период эксплуатации благодаря неподверженности воздействию природных факторов.
- Возможность изготовления балок с индивидуальными размерами на заказ.
Как и любой строительный элемент, двутавр не лишен некоторых недостатков:
- Относительно низкие показатели огнестойкости, ввиду чего возможно разрушение всей конструкции при возникновении пожара.
- Не обеспечивают достаточную жесткость при использовании в качестве несущего элемента для пролетов большой ширины.
- Низкая коррозионная стойкость (проблему решают нанесением специального защитного покрытия).
Названные выше недостатки не являются критическими. Поэтому двутавровые балки по-прежнему применяют при возведении большинства конструкций.
Материал изготовления
Наиболее востребованными являются двутавры, изготовленные из железобетона, металла и древесины. В зависимости от материала, двутавры имеют свое назначение, характеризуются определенными преимуществами и недостатками:
- Изделия из железобетона чаще всего используют при строительстве зданий промышленного и гражданского назначения, возведении перекрытий и подвесных путей, мостов, а также при создании большинства металлоконструкций.
- Двутавровые балки из стали для мостовых конструкций широко применяют при строительстве эстакад и мостов. Они изготовлены из особо прочного сплава, способного выдерживать циклические нагрузки.
- Двутавры из углеродистой стали распространены повсеместно (около 80% производимых элементов изготовлены из этого сплава).
- Двутавры из низколегированной прокатной стали используют в конструкциях, подвергающихся динамическим нагрузкам.
- Строительные элементы из алюминиевого сплава применяют в сооружениях небольшой массы (основной компонент обладает значительно меньшим удельным весом, чем сталь).
Для изготовления двутавров используют крупнопартийную производственную линию. Основные производители — крупные металлургические предприятия.
Двутавр из древесины является не менее востребованным строительным элементом при возведении многих конструкций. Его широко используют при создании каркасов построек, обустройства межэтажных перекрытий, стропильных систем, мансард и балконов. Основу профиля составляют плиты ОСБ, по обе стороны которых находятся брусья из древесины хвойных пород. Основные преимущества деревянных двутавров: отсутствие деформации даже при высоких нагрузках, гладкие стыковые поверхности, простота монтажа.
Способы производства: сварные и горячекатаные двутавры
Горячекатаные строительные элементы изготавливают на прокатных станах, подвергая заготовки высокотемпературной обработке. В качестве заготовки используют раскаленную стальную болванку. В результате формируется «Н»-профиль без наличия сварных швов. Основные преимущества изделий, изготовленных по данной технологии: высокая прочность и надежность, при этом обеспечивается монолитность готового изделия. Существует широкий ряд стандартизированных двутавров, благодаря чему упрощается подбор изделий с требуемыми размерами на основе проведенных расчетов.
Основные недостатки горячекатаных балок
- Стенки профиля утолщенные, что приводит к увеличению массы готовых изделий.
- В результате прокатки образуются окалины.
- Габариты и размеры профиля изделий ограничены ввиду особенностей используемой технологии производства (стандартные двутавры имеют ширину до 400 мм и длину до 12 м).
- Затраты на транспортировку могут быть достаточно высокими, поскольку горячекатаные балки производят преимущественно на крупных предприятиях.
Альтернатива горячекатаным изделиям — сварные двутавры. Основные сферы их применения: строительство гражданских и промышленных объектов. Производственный процесс предусматривает соединение стальных полос посредством сварки. Готовые изделия способны выдерживать серьезные нагрузки, практически не подвержены скручиванию.
Максимальная прочность изделий достигается путем формирования сварных швов с двух сторон балки. Качество швов обеспечивается использованием заходных и выходных планок со строгим соблюдением перпендикулярности расположения элементов относительно друг друга, а также плотности их прилегания. Выделяют следующие преимущества сварных двутавров:
- Изделия производят с учетом множества важных параметров (ширина полки, перфорация, дополнительные ребра жесткости).
- Возможность производства двутавров с элементами, изготовленными из различных сплавов.
- Высокая скорость производственных процессов и доставки изделий на строительные площадки.
- Сниженная масса в сравнении с горячекатаными изделиями, что в свою очередь снижает материалоемкость и стоимость возведения строительных конструкций.
Единственным недостатком сварных изделий является наличие швов, снижающих их прочность. Проблему решают введением дополнительных ребер жесткости (пластин), что в свою очередь приводит к увеличению стоимости производства.
Сортамент двутавровых балок
Двутавры производят с учетом всех требований, указанных в нормативной документации, регламентирующей форму профиля и состав исходного материала. Благодаря этому упрощается процесс подбора элементов для определенных конструкций.
Основные геометрические характеристики и соответствующие обозначения:
- H — высота, характеризующее расстояние между нижней и верхней плоскими полками изделия.
- B — ширина (поперечный размер).
- S — толщина стенки — толщина балки, расположенной между плоскими полками.
- t — средняя толщина стенки, рассчитываемая по формуле t=B-0.25S (размер, обусловленный геометрической формой полки: сужается к краям и расширяется к середине).
- Радиус внутреннего закругления — размер, определяющий радиус закругления в месте состыковки (перехода) со стенкой.
Длины двутавровых балок выбирают из диапазон от 4 до 15 м.
Массогабаритные параметры учитывают при расчете количества необходимых изделий и выборе оптимального способа транспортировки. Для определения массы двутавров используют специальные таблицы, которые можно найти в нормативной документации.
Классификация и основные обозначения
Двутавры имеют характеристики, для определения которых используют специальную маркировку. Основные параметры указаны в таблице сортаментов. По конструктивному исполнению профиля различают колонный, стандартный и широкополочный и некоторые другие ктегории:
- Б — нормальный (стандартный) профиль, применяемый в составе конструкций с нагрузками среднего значения. Основные сферы: мосты, эстакады, ж/д транспорт, здания и сооружения.
- К — колонный, имеющий определенные толщины полок и перемычек, обуславливающие более высокую устойчивость к нагрузкам. Применяется при создании опорных конструкций и колонн. Недостаток — большая масса изделий.
- Ш — широкополочный, используемый в условиях высоких нагрузок. Основные характеристики: высокие жесткость и прочность, сопротивление сжатию и изгибу.
- М — монорельс. В виду особенностей расположения полок (под углом) используется для создания транспортировочных систем в производственных помещениях и на складах.
- С — специальный, имеющий различные варианты расположения полок: под углом, параллельно. Основное назначение — армирование шахт.
- Д — дополнительный, изготавливаемый исключительно на индивидуальный заказ.
- У — узкополочный, с уменьшенной шириной полок. Такие двутавры служат в качестве опорных элементов в составе слабонагруженных конструкций.
Различные параметры двутавров обуславливают вариативность их применения, при этом все этапы производственного процесса и массогабаритные характеристики строго регламентированы нормативной документацией. Двутавровые балки, качество и основные параметры которых подлежат тщательному контролю, являются надежными составными элементами большинства возводимых конструкций.
различных типов и областей применения стальных балок
09 августа 2016 г. | 0 комментариевНе многие знают о различных типах и использовании стальных балок. Стальные балки чрезвычайно важны и необходимы для строительства любого здания или сооружения, такого как мосты и т. Д. Они бывают самых разных размеров и форм. В зависимости от нескольких различных факторов, наиболее подходящие для вашего применения будут полезны для ваших строительных требований.
Любой поддерживающий элемент конструкции, который охватывает территорию и спроектирован так, чтобы выдерживать нагрузку, в широком смысле называется «стальной балкой».Каждая стальная балка обладает уникальными свойствами, которые гарантируют, что вы получите именно тот уровень поддержки, который вам нужен для вашего типа конструкции. Классификация стальной балки зависит от геометрии и способа крепления. Они могут быть как изогнутыми, так и прямыми, однако чаще всего используются прямые балки.
Вот несколько распространенных форм стальных балок, перечисленных ниже:
Двутавровая балка:Эти стальные балки имеют форму заглавной буквы «I», как следует из названия.Они обычно используются в промышленности и имеют конические фланцы. Стальные балки двутаврового сечения бывают двух разных стилей: одна имеет параллельную поверхность полки (широкую), а другая имеет наклон на внутренних поверхностях полки (S-образная балка).
W-образная балка:Они похожи на двутавровые балки, их также называют балками с «широкими полками». Они имеют прямой фланец и чаще всего используются в жилищном строительстве.
Двутавровая балка:Обычно они тяжелее и длиннее двутавровых балок.Они выглядят как заглавная буква «H» и имеют более длинные фланцы. Часто этот термин взаимозаменяем с двутавровыми балками, поэтому иногда это может сбивать с толку. У двутавровых балок стенки и полки во многих случаях имеют одинаковую толщину.
Каналы:Как и половина двутавровой балки, они имеют С-образное поперечное сечение. Верхняя и нижняя части балки имеют наклонные внутренние поверхности полок, которые выступают только с одной стороны балки. Они используются для поддержки более легких грузов, поскольку они не так прочны, как балки других форм.
Компания Northern Weldarc предлагает стальные балки различных дополнительных форм и размеров. Поскольку многие стальные балки различной формы не могут быть отнесены к стандартным двутавровым балкам или W-образным балкам и т. Д. Вы можете связаться с нашими специалистами в Northern Weldarc, чтобы узнать больше о различных типах и использовании стальных балок. В зависимости от требований к конструкции мы рекомендуем наиболее подходящий тип стальной балки, которую можно использовать.
Источник изображения: https: // en.wikipedia.org/
Теги: Различные стальные балки, Стальные балки, Использование стальных балок
Отправлено в изготовление стальных конструкций, изготовление стальных конструкций, Уроки конструкционной стали, Без категории | Нет комментариев »
Двутавровая балка и стальная двутавровая балка (14 Анализ различий)
Процесс производства двутавровой балки
Часто спрашивают, что двутавр и двутавр похожи по форме, как выбрать в практическом применении?
Многие люди, проработавшие в строительной отрасли много лет, не могут подробно объяснить.
Вот подробное объяснение.
Если вы хотите рассчитать вес двутавровой или стальной двутавровой балки, вы можете использовать наш онлайн-калькулятор веса двутавровой и двутавровой балок.
Двутавровая и двутавровая балки различаются по форме, как показано ниже:
Балка двутавровая Сталь
Двутавровая балка СтальСтальная двутавровая балка, как видно из названия, представляет собой тип стали, поперечное сечение которой имеет вид символа «I».
Внутренняя поверхность верхней и нижней полок двутавровой балки имеет наклон, обычно 1: 6, что делает полки тонкими снаружи и толстыми внутри.
В результате характеристики поперечного сечения двутавровых балок в двух основных плоскостях сильно различаются, и их трудно применить на практике.
Несмотря на то, что на рынке стальных двутавровых балок есть более толстые двутавровые балки, конструкция двутавровой балки уже определила ее недостаток в сопротивлении кручению.
Балка двутавровая Сталь
Сталь H-профиляшироко используется в современных зданиях со стальными конструкциями. У него много отличий от двутавров.
Первое – это различие фланца, второе – то, что у него нет наклона внутри фланца, а верхняя и нижняя поверхности параллельны.
Характеристики поперечного сечения стали для двутавровых балок значительно лучше, чем у традиционных двутавровых балок, швеллеров и уголков.
Сталь для двутавровых балок, названная в честь буквы «H», поскольку ее форма поперечного сечения аналогична этой букве, представляет собой экономичный сортовой прокат с более оптимизированным распределением площади поперечного сечения и более разумным соотношением прочности к весу.
Между двумя внешними балками из двутавровой стали нет наклона, а именно, они прямые.
Это упрощает сварку стали для двутавровых балок по сравнению с сваркой двутавровых балок.
Сталь для двутавровых балокимеет лучшие механические свойства на единицу веса, что позволяет сэкономить много материала и времени на строительство.
Поперечное сечение двутавровой балки из стали лучше выдерживает прямое давление и устойчиво к растяжению. Однако размер секции слишком узкий, чтобы сопротивляться скручиванию. Стальная двутавровая балка – наоборот.
У обоих есть достоинства и недостатки.
①
Момент инерции секции совершенно другой, потому что поперечное сечение двутавровой балки относительно высокое и узкое, неважно, обычная ли это двутавровая балка или легкая двутавровая балка.
Следовательно, они, как правило, могут применяться только непосредственно к деталям с изгибом в плоскости перемычки или для формирования силовых частей решетчатого типа.
Он не подходит для сжатых в осевом направлении конструктивных элементов или изгибаемых частей, перпендикулярных плоскости полотна, что делает его применение очень ограниченным.
②
Сталь двутавроваяотносится к высокоэффективным экономичным режущим профилям (к прочим относятся холодногнутые тонкостенные профили, стальные профилированные листы и т. Д.)
Благодаря разумной форме поперечного сечения они могут улучшить работу стали и выдержать более высокую нагрузку.
В отличие от обычной двутавровой балки, полки из стали двутавровой балки расширены, а внутренняя и внешняя поверхности обычно параллельны, что делает их прочными при соединении высокопрочных болтов и других компонентов.
Имея разумные размеры и полные модели, они удобны для проектирования и выбора (кроме стальной двутавровой балки для подкрановых балок).
③
Фланцы из стали двутавровой балки одинаковой толщины с прокатными профилями. Двутавровые балки также имеют комбинированное сечение, состоящее из 3 сваренных между собой пластин.
Балка двутавровая сортовая. Внутренние кромки внутренних фланцев имеют наклон 1:10 из-за плохой технологии изготовления.
Прокат стальной двутавровой балки отличается от прокатки обычной двутавровой балки, в которой используется только один комплект горизонтальных валков.
Из-за широкого фланца и отсутствия уклона (или очень небольшого уклона) для одновременной прокатки необходимо добавить набор вертикальных валков. В результате процесс прокатки и оборудование сложнее, чем на обычном прокатном стане.
Максимальная высота катаной двутавровой балки, которая может быть произведена в Китае, составляет 800 мм, и если требуется большая высота, ее необходимо приварить.
④
В Китае национальный стандарт горячекатаной стали для двутавровых балок (GB / t11263-1998) делит сталь для двутавровых балок на три категории с кодами hz, hk и hu соответственно:
- фланец узкий
- фланец широкий
- стальная свая
Узкая двутавровая балка с полками подходит для балок или изгибаемых деталей, в то время как стальная двутавровая балка с широкими полками и стальная свая двутавровой балки подходят для осевого сжатия конструктивных деталей или изгибаемых деталей.
Сравнивая двутавровую балку со сталью двутавровой балки при том же весе, w, ix и iy двутавровой балки не так хороши, как сталь двутавровой балки.
⑤
Двутавровая балка имеет небольшую длину, большую высоту и может выдерживать усилие только в одном направлении.
⑥
Стальная двутавровая балкаимеет глубокую канавку, большую толщину и выдерживает нагрузки в двух направлениях.
⑦
Поскольку спрос на строительство стальных конструкций растет, одна двутавровая балка не может удовлетворить спрос, потому что даже утолщенные двутавровые балки нестабильны при использовании в несущих колоннах.
⑧
Двутавровая балкаможет использоваться только для балок, а стальная двутавровая балка может использоваться для несущих колонн.
⑨
Сталь для двутавровой балки– это экономичная профильная сталь с лучшими механическими свойствами в поперечном сечении, чем двутавровая балка.
Он назван так потому, что форма его поперечного сечения такая же, как английская буква «H».
Фланцы горячекатаной двутавровой стали шире, чем у двутавров, имеют большую поперечную жесткость и более устойчивы к изгибу.
Двутавровые балки легче двутавровых балок при тех же характеристиках.
⑩
Полка двутавровой балки толстая у стенки и тонкая снаружи. Фланец из стали двутавровой балки в поперечных сечениях одинаковый.
⑪
HW, HM, HN, H – общие названия стали для двутавровых балок. Сталь двутавровой балки сваривается, а HW, HM, HN – горячекатаной.
⑫
HW относится к стальной двутавровой балке, которая в основном имеет одинаковую высоту и ширину полки, в основном используется для стальной основной колонны в железобетонной колонне каркаса, также известной как жесткая стальная колонна.Он в основном используется для колонны в стальной конструкции.
⑬
HM относится к стали двутавровой балки с отношением высоты к ширине полки примерно 1,33 ~ 1,75; HM в основном используется в стальных конструкциях: в качестве стальных каркасных колонн или рамных балок в каркасной конструкции, несущей динамическую нагрузку, например: платформы для оборудования.
⑭
HN относится к стали двутавровой балки, отношение высоты которой к ширине полки больше или равно 2; HN в основном используется в балках, что аналогично использованию стали для двутавровых балок.
Поделиться – это забота!
H-Beam vs I-Beam: в чем разница?
Вопрос дня! Вы знаете, чем по-разному используются двутавровые и двутавровые балки? Продолжайте читать, и мы поможем вам ответить на этот важный вопрос. В строительной отрасли многие люди до сих пор не могут должным образом объяснить эту информацию. Стальные балки чрезвычайно важны для понимания, потому что они выдерживают большие нагрузки.
Что такое двутавровая балка?
Н-образные балки имеют форму H.Двутавровая балка – это конструкционная балка из стального проката. Это невероятно сильно. Он получил свое название, потому что в поперечном сечении он выглядит как заглавная буква H.
Что такое двутавровая балка?
L-образная балка имеет форму буквы I. Двутавровая балка состоит из двух горизонтальных плоскостей, известных как фланцы, соединенных одним вертикальным компонентом или стенкой. Двутавровая балка имеет заостренные края и получила свое название от того факта, что она выглядит как прописная буква I , если смотреть на ее поперечное сечение.У двутавра высота поперечного сечения больше ширины ее полки.
Вес
Двутавровая балка: Двутавровая балка часто намного тяжелее двутавровой балки, что означает, что она может выдерживать большее усилие.
Двутавровая балка: В некоторых зданиях, где вес и сила, действующие на стену, могут создавать структурные проблемы, двутавровая балка может быть лучше, поскольку она часто легче.
Центральная перемычка
Двутавровая балка: Двутавровая балка имеет более толстую центральную стенку, что означает, что она часто бывает прочнее.
Двутавровая балка: Двутавровая балка часто имеет более тонкую центральную стенку, что означает, что она часто не может воспринимать такую большую силу, как двутавровая балка.
Встроенная
Двутавровая балка: Двутавровая балка может быть построена, что означает, что ее можно наращивать до любого размера и высоты.
Двутавровая балка: Двутавровая балка может быть изготовлена только в той степени, в которой позволяет фрезерное оборудование производителя.
пролеты
двутавровая балка: двутавровая балка могут использоваться для пролетов до 330 футов.
Двутавровая балка: Двутавровая балка может использоваться для пролетов от 33 до 100 футов.
Фланцы
Двутавровая балка: Двутавровые балки имеют верхние и нижние полки, которые выступают из стенки дальше, чем полки двутавровых балок.
Двутавровая балка: Двутавровые балки имеют верхнюю и нижнюю полки, они короче и не такие широкие, как двутавровые балки.
Количество деталей
Двутавровая балка: Двутавровая балка выглядит как цельный кусок металла, но имеет скос, на котором соединяются три куска металла.
Двутавровая балка: Двутавровая балка не изготавливается путем сварки или склепывания металлических листов вместе, а представляет собой всего лишь один кусок металла.
Для чего используются двутавровые балки?
Двутавровые балки находят большое применение в производстве металлоконструкций. Они часто используются в качестве ответственных опорных ферм или основного каркаса в зданиях. Стальные двутавровые балки обеспечивают целостность конструкции, неутомимую прочность и поддержку. Огромная мощность двутавровых балок снижает необходимость использования многочисленных опорных конструкций, экономя время и деньги, а также делая конструкцию более устойчивой.Универсальность и надежность двутавровых балок делают их желанным ресурсом для каждого строителя.
Обычно называемая двутавровой балкой из-за своей формы, балки обеспечивают большую несущую нагрузку при использовании в горизонтальном положении или в качестве колонн. Двутавровые балки являются предпочтительной формой для конструкционных стальных конструкций, потому что двутавровые балки делают их уникальными, способными выдерживать самые разные нагрузки. Форма двутавровых балок делает их идеальными для однонаправленного изгиба параллельно стенке. Горизонтальные полки сопротивляются изгибающему движению, а полотно выдерживает напряжение сдвига.
Понимание двутавровой балки является основной необходимостью для современного инженера-строителя или строителя. Инженеры широко используют двутавровые балки в строительстве, формируя колонны и балки различной длины, размеров и спецификаций.
Двутавровая балка изготавливается путем прокатки или фрезерования стали, что означает, что двутавровая балка часто ограничивается мощностью или размером фрезерного оборудования.
Двутавровые балки бывают разного веса, глубины сечения, ширины полки, толщины стенки и других спецификаций для различных целей.Заказывая двутавры, покупатели классифицируют их по материалу и размерам. Например, двутавровая балка 11 × 20 будет иметь глубину 11 дюймов и вес 20 фунтов на фут. Строители выбирают конкретные размеры двутавров в соответствии с потребностями конкретного здания. Строитель должен принимать во внимание множество факторов, таких как:
- Строитель выбирает двутавровую балку с толщиной стенки, которая не выходит из строя, не деформируется или не деформируется при растяжении.
- Фланцы выбраны для предотвращения локального, бокового или крутильного изгиба.
- Строитель выберет толщину, чтобы минимизировать деформацию балки.
- Определенная масса и жесткость выбраны для предотвращения вибраций в здании.
- Прочность поперечного сечения двутавровой балки должна соответствовать пределу текучести.
ПРИМЕЧАНИЕ: Заказчик должен полностью оценить каждый процесс и приложение во всех аспектах, включая пригодность, соответствие действующему законодательству и ненарушение прав других лиц. Tampa Steel & Supply не несет ответственности за это.Заказчик несет единоличную ответственность за определение пригодности и применения заказчиком продуктов, предлагаемых Tampa Steel & Supply. Возможно, что определенная информация в этом блоге может быть неполной или неверной.
Посетите Tampa Steel & Supply для двутавровых балок
Вам нужны стальные принадлежности? Не ищите ничего, кроме профессионалов Tampa Steel and Supply. У нас есть обширный список стальной продукции для любого проекта, который вам нужен. Мы гордимся тем, что обслуживаем наших клиентов почти четыре десятилетия, и готовы помочь вам с вашими потребностями в стали.Есть вопросы? Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше, или загляните в наш красивый выставочный зал Тампа.
Сделайте запрос онлайн
или позвоните в Tampa Steel & Supply по телефону (813) 241-2801
21 Типы балок в строительстве [PDF]
🕑 Время чтения: 1 минута
При строительстве зданий и сооружений используются разные типы балок. Это горизонтальные элементы конструкции, выдерживающие вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты. Балки передают нагрузки, возникающие по их длине, на их конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т. Д.
В этой статье будут обсуждаться различные типы балок, используемых в строительстве, в зависимости от их способа опоры, формы поперечного сечения (профиля), длины и материала.
Виды балок в сооруженияхСуществуют различные типы балок, которые классифицируются на основе следующих условий
- на основе условий поддержки
- на основе строительных материалов
- на основе форм поперечного сечения
- на основе геометрии
- на основе условий равновесия
- на основе метода строительства
- Прочие
на основе условий поддержки
1.Просто поддерживаемый лучЭто один из простейших конструктивных элементов, оба конца которого опираются на опоры, но могут свободно вращаться. Он содержит опору с штифтами на одном конце и роликовую опору на другом конце. В зависимости от заданной нагрузки он выдерживает сдвиг и изгиб.
Рис.1: Балка с простой опорой 2. Неподвижная балкаОн поддерживается с обоих концов и фиксируется для предотвращения вращения. Ее еще называют встроенной балкой. Неподвижные концы создают моменты, отличные от реакций.
Рис.2: Неподвижная балка 3. Консольная балкаЕсли балка закреплена на одном конце и свободна на другом конце, она называется консольной балкой. Балка распределяет нагрузку обратно на опору, где она действует против момента и напряжения сдвига. Консольные балки позволяют создавать эркеры, балконы и некоторые мосты.
Рис.3: Консольная балка 4. Балка сплошнаяСплошная балка имеет более двух опор, распределенных по всей ее длине.
Рис.4: Сплошная балкаНа основе строительных материалов
5. Балки железобетонныеОн построен из бетона и арматуры, как показано на рис. 5. Иногда железобетонная балка скрывается в железобетонных плитах и называется скрытой балкой или скрытой балкой.
Рис.5: Железобетонная балка 6. Балка стальнаяОн изготовлен из стали и используется в нескольких областях.
Рис.6: Стальная балка 7. Балка деревяннаяДеревянная балка изготовлена из дерева и использовалась в прошлом. Однако применение такой балки в строительной отрасли сейчас значительно сокращается.
Рис.7: Деревянная балка 8. Композитные балкиКомпозитные балки изготавливаются из двух или более различных материалов, таких как сталь и бетон. На рис. 8 показаны различные допустимые поперечные сечения составной балки.
Рис.8: Составная балкаНа основе форм поперечного сечения
Имеются балки нескольких форм поперечного сечения, которые используются в различных частях конструкций. Эти балки могут быть изготовлены из железобетона, стали или композитных материалов:
Формы поперечного сечения железобетона включают:
9. Балка прямоугольнаяБалка этого типа широко применяется при строительстве железобетонных зданий и других сооружений.
Рис.9: Прямоугольная железобетонная балка 10. Балка тавроваяБалка этого типа в основном монолитная с железобетонной плитой. Иногда для увеличения прочности бетона на сжатие строят изолированную тавровую балку.
Кроме того, перевернутая тавровая балка может быть сконструирована в соответствии с требованиями нагрузки.
Рис.10: Тавровая балка Рис.11: Перевернутая тавровая балка 11. Балка двутаврового профиляБалка этого типа строится монолитно с железобетонной плитой по периметру конструкции, как показано на рис.10.
Профили поперечного сечения стали включают:
Существуют различные формы поперечного сечения стальных балок. Каждая форма поперечного сечения дает превосходные преимущества в определенных условиях по сравнению с другими формами.
Квадратные, прямоугольные, круглые, двутавровые, Т-образные, Н-образные, С-образные и трубчатые являются примерами профилей поперечного сечения балок, изготовленных из стали.
Рис.12: Формы поперечного сечения стальной балкиРис. 8 показывает различных типов балок на основе форм поперечного сечения, изготовленных из композитных материалов .
На основе геометрии
12. Балка прямаяБалка с прямым профилем, большинство балок в конструкциях являются прямыми балками.
Рис.13: прямая балка 13. Балка криволинейнаяБалка с криволинейным профилем, например, в зданиях круглой формы.
Рис.14: Изогнутая балка 14. Балка коническаяБалка с коническим поперечным сечением.
Рис.15: Коническая балка5.На основе условия равновесия
15. Статически определяемая балкаДля статически детерминированной балки для решения реакций могут использоваться только условия равновесия. Количество неизвестных реакций равно количеству уравнений.
Рис.16: Статически определенная балка 16. Статически неопределимая балкаДля статически неопределимой балки условий равновесия недостаточно для решения реакций. Таким образом, анализ балок этого типа более сложен, чем анализ статически определенных балок.
Рис.17: статически неопределимая балкаПо методике построения
17. Балка монолитная из бетонаБалка этого типа строится на строительной площадке. Итак, сначала фиксируются формы, затем заливается свежий бетон и дается затвердеть. Тогда будут наложены нагрузки.
Рис.18: Литая балка 18. Балка из сборного железобетонаЭтот тип балки изготавливается на заводах. Таким образом, состояние строительства более контролируемо по сравнению со строительством на месте.Следовательно, качество бетона балки будет лучше.
Могут быть изготовлены различные формы поперечного сечения, такие как тавровая балка, двутавровая балка, перевернутая тавровая балка и многие другие.
Рис.19: Сборная бетонная балка 19. Балка из предварительно напряженного бетонаПредварительно напряженная бетонная балка изготавливается путем натяжения прядей перед приложением нагрузок на балку. Предварительно напряженная бетонная балка и предварительно напряженная бетонная балка являются разновидностями предварительно напряженной бетонной балки.
Рис.20: Балка из предварительно напряженного бетонаПрочие
20. Глубокая балкаГлубокая балка имеет значительную глубину, как показано на рис. 21, а ее отношение ширины пролета к глубине меньше четырех согласно Кодексу ACI. Существенная нагрузка переносится на опоры за счет силы сжатия, сочетающей нагрузку и реакцию. Следовательно, распределение деформации больше не считается линейным, как в случае обычных балок.
Рис.21: Глубокая балка 21.ФермаБалки, воспринимающие большие нагрузки, обычно используются стальные профили.
Рис.22: БалкаЧасто задаваемые вопросы о различных типах балок в строительстве
? Что такое балки в строительстве?Балки – это горизонтальные элементы конструкции, которые выдерживают вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты. Они передают нагрузки, возникающие по их длине, на свои конечные точки, такие как стены, колонны, фундаменты и т. Д.
? Что такое монолитные балки или балки RCC?Балки RCC изготавливаются из бетона и арматуры.Они выдерживают вертикальные нагрузки, поперечные силы и изгибающие моменты.
? Что такое неразрезная балка?Сплошная балка имеет более двух опор, распределенных по всей ее длине.
? Какие типы опор в балках? 1. Ролик
2. Штифт
3. Фиксированный
1. Балка с прямой опорой
2. Неподвижная балка
3.Балка консольная
4. Балка неразрезная
Типы стальных балок – Руководство по конструкции
В этой статье обсуждаются различные типы стальных балок, используемых для переноса нагрузок от конструкции на прилегающую опору.
Для определения типов стальных балок могут быть сделаны разные классификации. В этой статье мы классифицируем балки на основе их геометрии и производственного процесса.
Здесь рассматриваются следующие типы стальных балок.
- Двутавровая балка, двутавровая балка, W и S-секции
- Плоские балки
- Портальная балка / балка
- Прямоугольная полая секция и полая круглая секция
- Составная балка
- Другие типы балок
Давайте обсудим каждый тип балки в деталях.
Двутавровая балка или универсальная балка
Двутавровая балка, также известная как универсальная балка, представляет собой горячекатаный профиль.
Универсальные балки можно назвать широко используемым стальным профилем в строительстве.В большинстве конструкций мы можем наблюдать эти стальные колонны, соединенные с универсальными балками, чтобы выдерживать нагрузки.
Универсальные балки имеют более высокую жесткость в вертикальном направлении, чтобы выдерживать нагрузки. Высота секции больше ширины секции.
Двутавровая балка также определяется как двутавровая балка, если высота и ширина секции равны. То есть высота секции равна ширине фланца.
Далее они также обозначаются как W и S.
Основной проблемой стальных конструкций является огнестойкость. Когда конструкционная сталь подвергается воздействию огня, ее температура быстро увеличивается, а также стальной профиль подвергается быстрой деформации.
Кроме того, стальные балки обладают меньшей грузоподъемностью или жесткостью по сравнению с бетонными балками той же высоты.
Плоская балка
Плоская балка – это стальная балка, которая используется в основном в строительстве мостов.
Эти балки представляют собой индивидуализированные стальные балки.Настройка выполняется в соответствии с требованиями проекта.
Мосты с пластинчатыми балками широко используются на железнодорожных путях.
Две полки и стенка соединяются сваркой, образуя балку. Конструкция балок плоских балок отличается от других типов балок .
Поскольку сварка выполняется для соединения трех пластин вместе, во время сварки необходимо регулярно проверять качество сварки. Необходимо провести дополнительное испытание, чтобы убедиться, что сварка выполнена правильно и имеет достаточную прочность.
Портальная балка
Портальная балка – это механическая система, используемая для перемещения материалов или товаров из одного места в другое.
В зависимости от цели использования эти системы делятся на категории. В портах мы используем портал для подъема контейнеров, на заводе мы используем портал для перемещения товаров или материалов из одного места в другое.
Портал перемещает оборудование, несущее груз. Также можно наблюдать дальнейшее движение груза по балке.
Конструкция портала может быть выполнена с учетом приложенных нагрузок, эффектов движущихся нагрузок и т. Д.Как правило, проектирование стальных балок этих типов сложнее, чем других типов.
Порталы среднего и малого размера могут изготавливаться из горячекатаного профиля. Однако тяжелонагруженные порталы могут быть выполнены в виде плоских балок.
Кроме того, портальные балки идентифицируются как специальные типы стальных балок.
Прямоугольный полый профиль и круглый полый профиль
В основном эти элементы используются в фермах, колоннах и балках.
Прямоугольное полое сечение и круглое сечение более эффективны с точки зрения локальных повреждений.Универсальные балки более подвержены локальному изгибу из-за естественного сечения.
Однако прямоугольная полая секция более устойчива к местному короблению.
Кроме того, прямоугольные полые профили доступны в различных сечениях. Однако, как правило, они не производятся, как плоские балки, путем соединения стальных пластин.
Составные балки
Составное действие – это комбинация двух или более материалов. Композитные балки – более эффективные виды стальных балок, используемых при строительстве конструкций.
Это может быть комбинация стальной балки с плитой или конструкция стальной балки вместе с бетонной балкой.
Комбинация стальной балки и плиты получается с помощью срезных шпилек. Срезные шпильки, приваренные к стальной балке, заделываются в бетон.
Комбинированное действие балки при установке срезных шпилек можно учесть при проектировании балки. Замечено, что из-за простоты конструкции некоторые инженеры не учитывают сложное действие при проектировании стальной балки.Это не экономичный дизайн.
Другие типы балок
Угловые профили, такие как С-образные швеллеры, L-образные уголки и т. Д., Также используются в качестве стальных балок в конструкции. Однако эти типы стальных балок не используются широко в качестве стальных балок.
В основном они используются в качестве элементов ферм или части стальных конструкций.
Что такое двутавровая балка и в чем ее 3 преимущества?
Двутавровая балка – это форма из конструкционной стали, используемой в зданиях, также известная как H, W, широкая, универсальная балка или рулонная балка.Они призваны играть ключевую роль в качестве опорного элемента в структурах. Эти балки способны выдерживать различные типы нагрузок.
Название было дано так из-за сходства поперечного сечения с буквой I. Эти балки часто используются для формирования балок и колонн различных размеров и спецификаций. Для инженеров-строителей и мастеров критически важно понимать важность двутавровых балок в стальных конструкциях.
Конструкция двутавровой балки
Двутавровая балка спроектирована с использованием двух вытянутых плоскостей, называемых фланцами, соединенных перпендикулярным компонентом, называемым стенкой.Весь корпус этого элемента конструкции имеет двутавровое или Н-образное поперечное сечение. Наряду со сталью, балки из алюминиевых сплавов и низколегированных сталей также существуют для использования в различных целях, таких как мосты, строительные рамы и т.д. Приложения. Заказчики классифицируют этот вид балки в зависимости от типа материала и размеров. Например, балка глубиной 12 дюймов и весом 20 фунтов / фут определяется как 12 × 20.Подрядчики выбирают соответствующие размеры балок для нужд своего проекта. При принятии решений следует учитывать следующие факторы:
- Прогиб. Толщина должна быть достаточной для минимизации прогиба.
- Вибрация . При выборе следует стремиться к минимальной вибрации. В этом отношении важны жесткость и масса балки.
- Гибка . Объемное тело должно быть достаточно прочным, чтобы выдерживать напряжение текучести.В противном случае происходит изгиб.
- Изгиб. Скручивающие напряжения вызывают коробление двутавровой балки, что может привести к нежелательным последствиям. Соответственно следует подбирать фланцы.
- Напряжение. Выбор двутавровой балки с правильной толщиной стенки жизненно важен для предотвращения волнистости или коробления при растяжении.
Двутавровые балки предназначены для изгиба, а не изгиба при высоких нагрузках. Плотность пучка неоднородна. Области, где расположены осевые волокна, имеют более высокую плотность, чтобы уравновесить точку наибольшего напряжения.Лучи, имеющие малую площадь поперечного сечения, более идеальны, поскольку требуется меньше материала без ущерба для желаемой формы.
Где используются балки?
Двутавровые балки интенсивно используются в различных областях стальных конструкций. Обычно используются каркасы и жизненно важные опорные элементы. Прочная и поддерживающая конструкция обеспечивается за счет использования стальных двутавровых балок. Использование этих балок может быть экономически выгодным, поскольку они уменьшают необходимость использования слишком большого количества опорных компонентов.Универсальный и надежный характер делает их незаменимыми для каждого подрядчика и инженера.
Двутавровые балки часто используются в строительстве, потому что они просто функциональны. Их однонаправленный изгиб – одно из их лучших уникальных свойств. Веб-компонент отвечает за сопротивление сдвиговым напряжениям, в то время как фланцы обеспечивают сопротивление изгибу. Они способны выдерживать самые разные нагрузки без потери устойчивости. Поскольку I-образная форма не требует использования чрезмерного количества стали, их можно считать рентабельными.Всегда найдется подходящий тип двутавра для любого строительного назначения. Применимость этих балок для всех сценариев строительства не зря дала известное название «универсальная балка».
Вы можете узнать больше о нашей продукции здесь
Типы стальных балок, используемых для жилищного строительства
Какие типы стальных балок используются для жилищного строительства?
- Балка шв
- Балка двутавровая
- Балка двутавровая
- Балка Т-образная
- Балка L-образного профиля
- Швеллеры
Сталь стала одним из важнейших строительных ресурсов, став основным материалом, используемым для различных жилых, коммерческих и промышленных строительных проектов.Это также один из самых богатых ресурсов в мире, а стальная продукция на Филиппинах является хорошим примером продажи стальных ресурсов в больших количествах.
Обилие стали делает его более доступным для других типов строительных объектов, в которых изначально использовались такие материалы, как дерево. Это более очевидно в жилых проектах, которые обычно представляют собой небольшие проекты, в которых изначально в качестве основного ресурса использовались деревянные материалы.
В последнее время все больше жилых проектов стало больше по объему и размеру, о чем свидетельствует рост количества проектов кондоминиумов, строящихся в разных частях мира.Эти более крупные проекты требуют использования прочных стальных балок для поддержки конструкции и противостояния элементам. При строительстве этих жилых проектов важно определиться, какой тип стальных балок следует использовать для конкретных сечений. Вот почему не менее важно знать больше о различных типах балок, используемых в проектах жилищного строительства.
Балка шв
Также известная как широкополочная балка, W-образная балка является одним из наиболее часто используемых типов стальных балок в проектах жилищного строительства.Этот тип стальной балки обычно используется благодаря своему меньшему весу, что идеально подходит для небольших жилых проектов, поскольку более тяжелая сталь может нарушить структурную целостность при использовании вместе с легкими материалами.
W-образные балкитакже легко свариваются, склепываются и прикручиваются болтами, что может помочь повысить скорость и эффективность при завершении строительного проекта. В то время как стандартная двутавровая балка по-прежнему является более крупным и прочным вариантом для крупных проектов, W-образная балка – это меньшая и более доступная версия, которая позволяет легко интегрировать сталь в жилые проекты.
Балка двутавровая
Более длинная и тяжелая, чем двутавровые и W-образные балки, двутавровая балка лучше всего подходит для крупных жилых проектов, таких как строительство многоэтажных кондоминиумов. Эти большие здания требуют прочного фундамента для обеспечения оптимальной структурной целостности, что делает двутавровую балку лучшим вариантом, поскольку одна большая отдельная свая может выдержать около 1000 тонн веса. В связи с тем, что в разных частях мира реализуется все больше проектов строительства высотных зданий, двутавровые балки по-прежнему пользуются высоким спросом.
Балка двутавровая
Один из наиболее распространенных типов стальных балок, двутавровая балка, использовалась в большом количестве строительных проектов, став неотъемлемой частью опорной конструкции здания. Балки также являются обычным товаром из стали на Филиппинах, где спрос на них высок. В отличие от двутавровой балки и двутавровой балки, двутавровая балка имеет конические полки. Двутавровую балку часто путают с двутавровой балкой, поскольку оба имеют схожую форму и использование. Двутавровые балки, которые наиболее распространены в промышленных проектах, также широко используются в жилых проектах, поскольку растущий городской ландшафт требует более высоких и прочных конструкций, которые могут выдерживать различные условия.
Балка Т-образная
Обычно используется в качестве несущей секции, балка с Т-образным сечением используется в качестве точки соединения и опорной базы между деревянными или стальными балками. Эти балки, которые часто встречаются в любом жилом проекте, позволяют устанавливать несколько секций двутавровых или двутавровых балок на значительном участке без нарушения структурной целостности, что позволяет строить многоуровневые проекты. Заклепки и болты используются для соединения балок вместе, обеспечивая прочное основание, которое может поддерживать окружающие базовые конструкции.Большинство балок с Т-образным сечением также расположено на стальных опорах и балках, что обеспечивает сбалансированную стальную внутреннюю конструкцию.
Балка Г-образного профиля
Также известные как угловые балки, балки с L-образным сечением имеют форму угла в 90 градусов и могут иметь ножки разной длины, что придает им отчетливую L-образную форму. Эта балка известна своим исключительным соотношением прочности и веса, что делает ее идеальной стальной балкой для использования в проектах жилищного строительства. Эти балки также используются в углах кондоминиумов и жилых домов, что повышает долговечность одной из самых ответственных частей жилого дома.L-образные балки также могут использоваться для усиления других стальных балок, обеспечивая структуру, отчасти похожую на зажим, которая поможет предотвратить напряжение и поломку большой стальной балки.
Швеллерные балки
Одна из стальных балок, регулярно используемых в жилищном строительстве, С-образные или швеллерные балки известны своим отличным поперечным сечением. Экономичные и легкие, эти балки являются отличным материалом для жилых проектов, так как обычно используются для легких нагрузок.Этот тип стальных балок также используется как экономичный способ покрытия столбов и панелей.
Ключевые вынос
По мере того, как мир продолжает стремиться к урбанизации, количество жилых проектов будет продолжать расти.