Двутавровая балка, её размеры и вес

Одним из самых распространенных продуктов металлопроката является двутавровая балка. Это изделие из металла состоит из двух параллельных граней полок и перегородки, которая находится между ними, соединяя их. В сечении имеет вид буквы «Н», чаще всего производство двутавра выполняется из углеродистой и низколегированной стали (незначительные добавки других элементов в расплав, для придания каких-либо новых качеств металлу).

Двутавровые балки

Двутавровая балка широко используется практически во всех видах деятельности, где необходимо создание прочных опорных конструкций. Балка берет на себя всю нагрузку и передает ее несущим деталям конструкции со сбалансированным распределением на опорные поверхности.

Чаще всего двутаврые изделия применяют в следующих сферах:

  1. В строительстве, при постройке высотных зданий, эти профиля используют для обустройства кровли, перегородок между этажами и колонн.
  2. При проектировании и создании мостов и других сооружений с надежным опорным основанием.
  3. Для армирования шахт.
  4. На промышленных предприятиях.
  5. В хозяйстве и в других сферах деятельности, где требуется сформировать прочное сооружение с выдерживанием определенных нагрузок.

Виды и классификации

Двутавровые балкиВ зависимости от области применения, двутавровые профили создаются с разными характеристиками и классифицируются по следующим параметрам:

  1. Сфера предназначения.
  2. Ширина граней полок.
  3. Угол наклона граней полок.
  4. Методы производства.
  5. Используемые сырьевые материалы для изготовления балок.

Благодаря совокупности технических характеристик и прямого назначения существуют такие виды профилей:

  1. Широкополочный – этот тип изделия позволяет конструкции получить дополнительную прочность сечению. За счет минимальной трудозатратности производственного процесса, такой вид балки считается самым доступным и распространенным. Маркируется буквой «Ш».
  2. Двутавр с параллельными гранями, нормальный – имеет те же характеристики, что и у двутавра горячекатаного с широкими полками. Обычно применяются для строительства опорных конструкций. Имеет маркировку «Б».
  3. Колонный. Предназначен для строительства колон в зданиях. Маркируется литерой «К».
  4. С уклоном граней полок – предназначен для конструкций с очень высоким поперечным давлением. Делится на две подгруппы:

    • М – угол уклона составляет до 12%;
    • С – угол уклона составляет до 16%;

Технология производства

В настоящее время, при изготовлении двутавровых профилей используют два способа:

Сварной метод

Изготовление двутавровой балки  сварным методом

Получаемый путем сварки деталей.

Весь технологический процесс по изготовлению двутавров сварным методом можно определить несколькими этапами:

  1. Формирование заготовки. Сначала определяется нужная длина и ширина, затем методом термической резки, на листовом металле делается раскрой нужных нам полос. Балка не должна иметь поперечные швы – это нарушает крепость всего сооружения.
  2. Обработка краев фрезером. Это осуществляется для повышения качества сварочного шва.
  3. Комплектация заготовок, это процесс, как правило, автоматизирован и выполняется на специальных станках для сборки деталей. Применение автоматизации значительно сокращает время и трудозатраты на технологический процесс и повышает качество балки, в отличие от ручной сборки, где несоблюдения симметрии расположения заготовки на столе, приводит к снижению опорных свойств и соответственно к браку продукции.
  4. Сварка заготовок, осуществляется за счет автоматических сварочных аппаратов, с возможностью регулировки видов швов и их последовательность.
  5. Обработка граней полок. При термической обработке металла не избегнуть неровностей поверхности, поэтому окончательным этапом является передача изделия со сварочной линии на правильную машину, для выравнивания и придания правильной формы готовой продукции.

Горячекатаный метод

Изготовление двутавровой балки на станке

Изготавливает продукцию на прокатных станках горячего деформирования. Вся технология производства несложная и заключается в том, что термически обработанная заготовка проходит по линии стана, через ряды валков. Этот процесс и обеспечивает формирования заданного сечения.

Достоинства, недостатки и размеры

Металлоемкость – важнейший фактор, чем она ниже, тем легче изделие и соответственно это влияет уже на общий вес конструкции.

Изготовленные двутавровые профили, любого способа изготовления, имеют не только положительные стороны, но и отрицательные.

Главным преимуществом сварного двутавра является возможность производства балки с индивидуальными параметрами, которые указывает клиент во время заказа. При этом очень важный фактор для предприятия – это практически безотходное производство, ведь при частных заказах, задаются данные, по которым уже идет раскрой металлического листа, без остатков.

К отрицательным сторонам можно отнести пользование сверх нормы арматуры, для формирования ребер жесткости. Также идут дополнительные затраты по ее изготовлению. Но вместе с тем ребра жесткости помогают снизить уровень толщины стенки и тем самым уменьшить ее металлоемкость.

Чем легче балка, тем меньше затрачено металла на производство, и цена готового изделия становится ниже.

Преимущество горячекатаных профилей:

  1. Основным достоинством служит то, что такой вид балок имеет единую монолитную структуру.
  2. Отсутствие шовных соединений.
  3. Автоматизация производственного процесса. Это дает возможность не использовать арматуру по типу ребер жесткости.

Существуют два основных недостатка – это значительная металлоемкость и соответственно увеличенный вес всего сооружения. И параметры балки, ведь прокатные станки могут производить балки только со стандартными размерами.

Размеры и сортамент

У каждого производителя в соответствии с ГОСТ и своими производственными мощностями, обусловлен свой сортамент изделия.

Главные критерии, определяющие сортамент:

  1. Параметры высоты стенки.
  2. Параметры ширины полок.
  3. Полная или частичная симметрия.
  4. Параметр толщины стенок и полок.
Готовая продукция всегда сертифицирована и соответствует всем нормам, предусмотренным ГОСТом. Здесь четко описываются все геометрические параметры и классификации изделия – это и есть сортамент.

Расчет веса и стоимость

Двутавровые стальные балки

В случае необходимости теоретического расчета веса двутавровой балки, нужно обратиться к таблице в ГОСТе или в справочнике.

Шапка таблицы имеет такой вид:

Номер балки Размеры балки  Масса 1м, кг Метров в тонне
h, высота b, s t

Руководствуясь справочником и такой таблицей, очень просто вычислить вес балки. Единственное, необходимо помнить о том, что вес указан на один погонный метр, это означает – полученное значение с таблицы умножить на количество метров расчетного изделия.

Расчет нагрузки

Расчетную нагрузку балки определяют еще задолго до покупки изделия. Ведь очень важно перед проектированием строительства правильно произвести все расчеты, учитывая назначение опорной балки.

После определения с номером и видом двутавра, можно произвести теоретический расчет несущей нагрузки балки.

Первым делом необходимо учесть все виды будущих нагрузок, таких как:

  1. Нагрузка от перекрытия, постоянная (образуются по итогу строительства) и временная (обусловлена сезонностью и регионом расположения конструкции), затем выбранный параметр суммируется с весом самой балки. Эти вычисления производят в перерасчете на один метр погонный.
  2. Полученный результат умножается на коэффициент надежности, руководствуясь ГОСТом 8239 – 89.
  3. Вследствие полученной нагрузки определяется момент сопротивления, согласно таблице расчетных значений ГОСТа 8239 – 89.
  4. Исходя из определенного момента сопротивления, находят нужный соответствующий номер двутавра из приведенного сортамента ГОСТ 8239 – 89.

Для перестраховки, инженера рекомендуют делать выбор номера двутавра в таблице на два порядка выше, так в дальнейшем нужно будет вычитывать величину прогиба балки.

Стоимость на двутавры рассчитывается исходя из выбора сырья и метода производства, приложенных энергозатрат и трудозатрат.

В связи, с нестабильной ситуацией на мировом рынке, стоимость на такой вид металлопроката постоянно варьируется в пределах от 500 до 600 $ США за тонну. Но это не приостанавливает производство двутавровых балок разного сортамента, ведь в современном мире это изделие является незаменимым во всех сферах деятельности.

Оставить комментарий

очиститьОтправить