Двутавровая балка (двутавр) – фасонный металлопрокат, изготовляемый из различных марок низколегированной и углеродистой стали. Изделие имеет стандартный профиль с сечением, напоминающим букву «Н», лежащую на боку. Такая форма профиля делает металлоизделие прочнее и жёстче балки квадратного сечения, а также швеллера. При расчёте нагрузок следует помнить, что, как и у всех открытых сечений, сопротивляемость скручиванию у двутавровой балки очень мала.
Области применения
Двутавр применяется в следующих областях:
- При строительстве жилых, промышленных, общественных и других строений в качестве перекрытий.
- При возведении мостов, инженерных сооружений, колонных и несущих металлоконструкций.
- В горнодобывающей отрасли для армирования выработок и стволов шахт.
- В качестве опор для подвесных путей.
- В вагоностроении и автопроме.
Также балки применяются в других ответственных конструкциях, где от несущих элементов требуется повышенная сопротивляемость нагрузкам и прочность.
Почему я советую использовать деревянные двутавровые балки в любом доме? Клееные балки с ОСП — мощь?
Преимущества
К преимуществам двутавра относят следующие факторы:
- Применение балки позволяет существенно снизить вес перекрытий и опорных конструкций, сохранив при этом несущие способности.
- Удобство транспортировки и монтажа изделий.
- Выбор оптимально подходящего способа соединения конструкций: болтами, заклёпками или сваркой.
- Возможность изготовления этого вида металлопроката по спецзаказу с учётом необходимых размеров и сферы назначения.
Дополнительное преимущество сварных двутавровых балок – возможность изготовления изделий, имеющих несимметричное или специальное расположение полок.
Технические стандарты
Требования к производству, эксплуатации, маркировка, сортамент и основные характеристики двутавровых балок регламентируется следующей документацией:
В дополнение к действующим государственным стандартам, применяются следующие технические условия, применяемые некоторыми производителями:
- ТУ 14–2–336–78; ;
- ТУ У 01412851.001–95.
Виды и технические характеристики
Рассмотрим основные виды горячекатаной двутавровой балки.
Стальная специальная двутавровая балка
В соответствии с ГОСТ 19425–74 выпускаются горячекатаные балки следующего назначения:
- Для армирования шахтных стволов (С).
- Для подвесных путей (М).
Изделия специального назначения выпускаются с высокой (А) и обычной (В) точностью. Максимально допустимый уклон полок для балок М составляет 12%, а для изделий с маркировкой С – 16%.
Форма поперечного сечения представлена на чертеже, а основные размеры собраны в таблице.
Предельные отклонения линейных размеров не должны превышать параметров, указанных в таблице.
Длина изделия зависит от типа заказа и может составлять от 4 до 13 метров. Допустимая кривизна профиля обычной прочности не должна превышать 0,2% от общей длины, а высокой точности – не более 0,15%.
СВАРКА КОЛОНН из двутавровой балки. Выравниваем ДВУТАВР! Склад 4000 кв.м
Балка горячекатаная
ГОСТ 8239–89 регламентирует сортамент двутавров с уклоном в пределах 6–12% внутренних граней полок. Точность проката изделий устанавливается: (Б) – повышенная, (В) – обычная. Длина выпускаемой балки составляет от 4 до 12 метров.
На чертеже представлен профиль сечения данных изделий.
Размерные характеристики двутавров представлены в таблице.
Допустимые отклонения профиля по форме и размерам не должны превышать значений, указанных в таблице. Условные обозначения приведены на чертеже.
Двутавры с параллельными гранями
Производство горячекатаных изделий с параллельными гранями осуществляется по ГОСТ 26020–83. В зависимости от условий применения балки производятся четырёх типов:
- нормальные (Б);
- колонные (К);
- широкополочные (Ш);
- дополнительная серия (Д).
Поперечное сечение профиля и условные обозначения приведены на рисунке.
Основные размеры изделий по типам и их обозначения собраны в таблицах.
Допустимые отклонения по форме и размерам указаны в таблице.
Двутавры производятся длиной от 6 до 24 метров.
Обратите внимание! Все двутавровые балки любого типа выпускаются мерной, кратной мерной и немерной длины.
Технология производства
Горячекатаные балки изготавливаются на металлургических заводах на прокатном стане. Разогретая до пластичной температуры заготовка (сляб или слиток сплошного сечения) проходит через ряд валов, жёстко закреплённых на стане. В процессе проката заготовки перемещаются по роликовому конвейеру, постепенно приобретая заданную форму. На выходе получается двутавровая балка горячекатаная, то есть, полученная из одного «куска» металла. На таком изделии отсутствуют швы и рёбра жёсткости.
Метод горячего проката позволяет наладить выпуск однотипных изделий с высокой производительностью. С другой стороны, прокатный стан – дорогостоящее и сложное оборудование. Переналадить его на изготовление другой продукции – длительный и трудоёмкий процесс, требующий не только калибровки валов, но и пробного проката. Поэтому методом горячего проката производится продукция чётко заданных параметров, пользующаяся постоянным спросом.
Кроме этого, после остывания изделия требуют дополнительной механической очистки, так как на поверхности остаётся много окалины.
Сварные двутавры
Основной недостаток горячекатаных двутавров – ограниченность размеров: ширины полки и общей длины изделия. Для решения этой проблемы изготавливаются сварные двутавровые балки. Производство осуществляется согласно утверждённым техническим условиям и стандартов организации, разработанных на основе действующих ГОСТов. Один из применяемых нормативных документов – ТУ У 01412851.001–95.
Преимущества и особенности сварных балок:
- Возможность изготовления двутавра неправильной формы, переменного сечения, с непараллельными или несимметричными полками.
- Подбор оптимально сбалансированного сечения позволяет до 10% снизить вес металлоконструкций.
- Уменьшение расхода металла за счёт того, что большинство изделий изготавливается на заказ по заранее составленным размерам.
- Возможность использования различных марок стали в процессе изготовления.
- Практически отсутствуют ограничения в размерах: ширине полки, высоте и длине изделия.
Обратите внимание! Грамотное сочетание различных металлов, точности размеров и других преимуществ сварных изделий позволяет снизить себестоимость металлоконструкций до 5–10%.
Марки и размерные характеристики
Профиль сечения и условные обозначения указаны на рисунке, а марки и размеры сварных двутавров собраны в таблице.
Сфера применения
Выбор типа двутавровых балок и других элементов металлоконструкций осуществляется на стадии проектирования объекта. Благодаря высоким прочностным характеристикам и широкому размерному ряду, сварные балки применяются для возведения:
- Опор мостов, эстакад, виадуков и других путепроводов.
- Пролётов большой протяжённости производственных цехов и ангаров.
- Подкрановых балок.
- Несущих конструкций промышленных и объектов иного назначения (фундамент, каркас, перекрытия).
- Строительство каркасных металлоконструкций любого размера и назначения.
Технология изготовления
Сварная технология производства двутавров позволяет использовать для изготовления не сплошные заготовки, а листы металла. При этом для изготовления отдельных участков балки могут использоваться различные марки стали. Например, для элементов с расчётными высокими нагрузками, используют сталь повышенной прочности, а для элементов с незначительными нагрузками – низкоуглеродистые заготовки.
При помощи сварного метода изготавливаются перфорированные, тонкостенные, усиленные, а также балки с разными полками, переменным сечением и высотой. Применение сварной технологии позволяет уменьшать металлоёмкость (а, следовательно, и вес) изделий не только перфорацией стенок, но и за счёт уменьшения количества отходов при монтаже конструкций.
Балки изготавливаются на современном оборудовании – автоматизированных линиях, состоящих из нескольких операционных станков. При этом использование подъёмной техники сведено к минимуму: для поворота заготовок в процессе производства используется кантователь, а изделие между станками перемещается по рольгангу.
Изготовление состоит из следующих этапов и технологических операций:
- Подготовка заготовок полок и стенок. В качестве материала для заготовок используется листовой прокат (стальные листы) подходящей марки стали и толщины. Операция роспуска листов производится на станке газоплазменной резки с ЧПУ, что позволяет добиться высокой точности и скорости реза.
- Заготовки подаются на фрезеровочный станок, где обрабатываются кромки. Эта дополнительная операция не отнимает много времени, но существенно улучшает качество сварного шва, а также упрощает сборку конструкции.
- Подача заготовок на сборку, которая проходит в два этапа. Сначала проводится предварительная сборка изделия при помощи специального механизма. Точная сборка с соблюдением размеров происходит на сборочном стане с гидравлическими прижимами под управлением ЧПУ. Здесь же осуществляется «прихват» полок к стенкам при помощи контактной сварки.
- Собранная при помощи точечных прихваток балка подаётся на сварочную площадку, где производится дуговая сварка изделия под флюсом. В зависимости от типа используемого оборудования, сварочных площадок может быть несколько (на каждой выполняется сварка с одной стороны) или одна, выполняющая двустороннее сваривание.
- В процессе сваривания металл нагревается, что вызывает незначительное искривление полок. Это вполне естественный производственный момент, который исправляется операцией выравнивания. Выпрямление полок производится на кромковыпрямляющем станке с роликами.
Несмотря на большое количество операций, производство сварных балок – полностью автоматизированный процесс.
Основные производители
Изготовлением двутавровых балок занимаются следующие предприятия.
НТМК – Нижнетагильский меткомбинат, входящий в международный консорциум Evraz Group. Предприятие представляет собой металлургический комплекс, оснащённый современным оборудованием по производству конвертерной стали. Высокотехнологичная прокатная линия позволяет выпускать широкий ассортимент металлопроката: двутавры, уголки, швеллер, шпунт и другую продукцию.
Ещё одно предприятие, входящее в Evraz Group и выпускающее двутавровые балки – ЗСМК (Западно-Сибирский меткомбинат). В производственные мощности завода входит электросталеплавильный цех, который оборудован двумя машинами для литья заготовок.
ООО «ЛИЗСК» – Липецкий завод инновационных технологий специализируется на производстве сварного двутавра в промышленных масштабах. Высокотехнологичная линия позволяет изготавливать до 2 тыс. тонн балки различного размера.
Тульский Завод Металлоконструкций в ассортименте своей продукции имеет металлопрокатную и сварную продукцию. Кроме изготовления, компания оказывает услуги по покраске, доставке и монтажу готовых изделий на производственных объектах заказчика.
ООО «ТяжМет» – белорусская компания, выпускающая сварной двутавр и другие металлоконструкции на современной производственной линии под управлением ЧПУ.
Источник: stroy-inform.ru
Как производится и где применяется двутавровая балка
При строительстве промышленных объектов необходимо использовать только надежные и прочные материалы, которые будут способны выдержать все нагрузки. Одним из таких материалов является балка двутавровая. С ее помощью можно строить перекрытия зданий. Существует несколько основных разновидностей балок, поэтому необходимо знать какое изделие и в каких условиях можно использовать.
В данной статье мы рассмотрим, что такое двутавр, его разновидности и области применения. Разберем способы изготовления, а также то, как размеры балки двутавровой влияют на несущую способность будущего сооружения.
Что представляет собой двутавр
Это своеобразное металлическое изделие, которое обладает сечением в виде буквы «H». У него имеется две полки (верхняя и нижняя), которые между собой соединяются стенкой. В зависимости от назначения геометрические размеры полок и стенки могут быть различными. Название данного элемента имеет очень большую историю и произошло оно от латинского слова «taurus», что на русский язык переводится как «бык». Другое название данного металлопроката – двурогая.
Достаточно долгое время изделия использовались только для строительства промышленных помещений. Однако, последнее время двутавр стали активно применять и для обустройства перекрытий частных домов и многоэтажных жилых домов.
Специфичная Н-образная форма благодаря равномерному распределению нагрузок позволяет достигнуть максимальных прочностных характеристик. При сборке металлоконструкций различного назначения балка обеспечивает высокие показатели жесткости. Благодаря этому она становится очень популярной в строительной отрасли. Н-образная форма способна воспринимать как вертикальные и поперечные, так и горизонтальные нагрузки.
Главные особенности и преимущества
По сравнению с другими строительными материалами балка обладает рядом важных преимуществ. Н-образное сечение обеспечивает высокую прочность, которая будет в 7 раз больше по сравнению с квадратным профилем. Благодаря своей форме изделие делает конструкцию более жесткой и устойчивой. Двутавр способен воспринимать различные нагрузки.
Сопротивляемость скручиванию у него в несколько сотен раз больше чем у обычной металлической трубы. Все это позволяет использовать данный элемент в очень тяжелых условиях с постоянными нагрузками.
Балка двутавровая ГОСТ не подвергается усадке и различным
деформациям, которые могут проявляться со временем под действием постоянных нагрузок. Каждый погонный метр продукции способен выдерживать до 500 килограмм на постоянной основе. При этом вес изделия относительно небольшой (6,8 килограмм на один метр). Это позволяет монтировать их на достаточно длинные прогоны без использования дополнительной строительной техники. Продукцию можно подрезать при необходимости, она легко обрабатывается, сваривается и транспортируется.
Цена стальных балок будет немного выше, чем у ее деревянных аналогов, однако показатели прочности, надежности и срок службы будет в десятки раз больше. Поэтому, если вы хотите построить качественное здание с надежными перекрытиями, то обязательно используйте двутавр.
Основная классификация балки стальной двутавровой
Строительный материал имеет свою определенную классификацию и маркировку, которая указывается в соответствующей документации. Первые две цифры показывают базовую высоту всего профиля. Она указывается в сантиметрах. Далее в названии идут буквы, которые маркируют изделия по назначению:
- Буква «Б». Это стандартная балка, которая используется для монтажа большинства зданий и сооружений различного назначения. Элементы обладают достаточно хорошей прочностью, поэтому их можно использовать для перекрытий с серьезными нагрузками;
- Буква «К». Эти изделия обладают параллельными полками и предназначены для опорных конструкций вертикального типа. Полки имеют достаточно большую толщину, поэтому их можно использовать при строительстве многоэтажных жилых домов;
- Буква «Ш» означает широкополочная. Используется в основном для строительства мостов, лестниц, а также для некоторых типов перекрытия. Благодаря широким полкам несущая способность конструкции значительно увеличивается. Прежде чем использовать данную разновидность, необходимо будет выполнить все расчеты и получить техническое обоснование;
- Буква «Д». Это дополнительная разновидность двутавра, которая представляет собой что-то среднее между стандартной и широкополочной продукцией. В строительной отрасли применяется достаточно редко, в основном только для решения специфичных задач;
- Буква «М». Последняя разновидность стальной двутавровой балки, которая используется для монтажа подвесных путей. Здесь полки с обеих сторон имеют небольшой уклон. Угол уклона составляет не более 12 градусов. Подвесные пути монтируются в промышленных помещениях, где это необходимо.
Все технические характеристики, показатели, точные геометрические размеры и величина уклона полок для каждой разновидности прописаны в соответствующем ГОСТе8239-89. На каждом изделии при помощи специальной краски наносится маркировка, в которой указывается номер заказа, номер чертежа для изготовления. Обязательно проверяйте наличие этой информации на торцевой стороне двутавра.
2 главных способа производства
Изделия данного типа изготавливаются из различных марок стали (легированная с добавками и низкоуглеродистая). Процедура изготовления выполняется согласно технологическим этапам, которые прописаны в ГОСТе. Все геометрические размеры, уклоны и допустимые отклонения строго регламентируются государственными стандартами качества.
Выделяют два технологически разных способа производства двутавра:
- Способ горячего проката. Стальная заготовка нагревается до определенной температуры, которая делает металл пластичным. Далее она протягивается через валики на специализированном оборудовании для придания ее специфичной Н-образной формы;
- Сварной способ. В этом случае приготавливается несколько заготовок подходящего размера, которые впоследствии свариваются между собой. Сварка выполняется на автоматических линиях.
Горячекатаная продукция изготавливается быстрее, а отсутствие сварного шва делает ее более предпочтительной для использования в тяжелых производственных условиях. Выделяют два типа точности проката: высокий класс (маркируется «А»), обычный класс (маркируется «Б»).
Теперь давайте рассмотрим каждый способ производства более подробно.
Метод горячей катки
Это основной и более предпочтительный метод изготовления. Отличается высокой производительностью и позволяет получить изделия высокого класса точности. Производством занимаются на металлургических заводах, которые обладают всеми необходимыми станками. Готовая продукция не имеет сварных швов и других соединительных элементов, что делает ее более устойчивой к нагрузкам и любому механическому воздействию. Строительные конструкции будут получаться достаточно жесткими, поэтому монтаж дополнительных ребер жесткости не потребуется.
К недостаткам данного способа производства можно отнести относительно большую массу. Это связано с тем, что толщина стенки по всей длине изделия должна быть одинаковой без каких-либо отклонений в большую или меньшую сторону. Еще одним минусом считаются ограниченные размеры. Поэтому приходится резать металлопрокат на части, что приводит к появлению большого количества отходов.
Сварной двутавр
Суть данного способа заключается в том, что подготавливаются заготовки полок и стенки определенных размеров, которые впоследствии свариваются. Сварка выполняется с двух сторон. Эта процедура выполняется на специальных станках, которые контролируют перпендикулярность полок по отношению к стенке, а также плотность прилегания заготовок друг к другу.
По сравнению с горячекатаным металлопрокатом, сварное соединение обладает меньшей прочностью, поэтому в некоторых местах двутавра делаются дополнительные ребра жесткости. Благодаря этому толщина стенки уменьшается, что приводит к облегчению конструкции при сохранении несущей способности. Все это значительно уменьшает стоимость готовой продукции, а это будет экономически выгодно для всего строительного объекта.
Одним из важнейших преимуществ сварного производства является то, что балка двутавровая делается по техническому заданию, в котором отражаются индивидуальные размеры каждого заказчика. Таким образом, вы можете сделать нужное количество строительного материала с необходимыми размерами и избежать появления отходов. В техническом задании можно прописывать и другие пожелания, которые обоснованы с технической стороны. Например, можно делать профиль перфорированным или с дополнительными фланцевыми соединениями.
Процедура изготовления выполняется следующим образом:
- Сначала подготавливаются заготовки. Для этого стальные листы соответствующей толщины нарезаются до определенных размеров;
- После оттого края заготовок обрабатываются на шлифовальных станках. Это делается для того чтобы они плотно прилегали друг к другу и хорошо сваривались;
- Далее заготовки устанавливаются на сварочный станок в определенном положении и фиксируются, чтобы избежать сдвигов и отклонений от перпендикулярного положения;
- Теперь выполняется процедура сварки заготовок с обеих сторон;
- После сварки на следующем станке выполняется торцовка и при необходимости дополнительная правка.
Главный недостаток сварного производства – это скорость и объемы получаемой продукции. Прокатное производство позволяет за короткие сроки получить достаточно большой объем двутавра.
Где применяется балка двутавровая
Области применения стальных балок очень широки. Она встречается в различных областях хозяйства. Благодаря широкому ассортименту ее можно применять для различных целей. Вот основные области использования продукции:
- В строительной отрасли (промышленное и частное строительство) для изготовления перекрытий, металлических каркасов и вертикальных опор;
- Для изготовления опор мостов;
- При обустройстве железнодорожных тоннелей достаточно большой протяженности, а также подземных автомобильных тоннелей;
- Пути для промышленных кранов;
- При возведении кровли промышленных зданий и сооружений;
- Строительство котлованов и различных бункеров, которые будут располагаться под большим слоем грунта;
- Возведение различных архитектурных и инженерных сооружений большого масштаба.
В строительной отрасли очень важно использовать элементы, которые обладают небольшой массой, но в то же время большой прочностью. К таким элементам смело относится балка двутавровая. При правильном подборе необходимой конструкции можно построить качественное здание, которое будет обладать долгим сроком эксплуатации.
Источник: kpmtrade.ru