Балка металлическая двутавровая: свойства и критерии выбора
Балка металлическая двутавровая — разновидность сортового проката с сечением в виде буквы «Н». Срез выглядит как две грани, соединенные полкой.
Конструкция выдерживает значительные нагрузки вдоль оси и в горизонтальном направлении. Применение металлического профиля повышает прочность, надежность и долговечность сооружений. Продажа двутавров интересует компании, которые массово строят жилые и коммерческие объекты.
Сортовой прокат используют при возведении высотных зданий и конструкций: лестниц, мансардных помещений, домов с опорами из металла, дерева, бетона. Продукцию применяют при реконструкции и строительстве инженерных и гидротехнических сооружений: мостов, колон, крановых эстакад, береговых укреплений.
Особенность работы балки — равномерное распределение усилий между опорами. Двутавр металлический покупают для крепежа заглублений: шахт, тоннелей, фундаментов, линий метрополитена. Профиль используют при возведении навесных сооружений, которые описаются на балки: ферм, кровельных систем, перекрытий между этажами.
Конструктивные элементы интересуют производителей промышленного оборудования, автомобилей, железнодорожных вагонов. Использование сортового проката в конструкциях уменьшает металлоемкость, трудозатраты и себестоимость продукции.
Нормативные документы на двутавры
Государственные стандарты содержат требования к характеристикам, производству, испытаниям, транспортировке и приемке стандартного профиля.
Значительный объем продаж составляют двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями. Причины популярности — наличие базовых характеристик и низкая цена. Если сравнивать с наклонными конструкциями, трудоемкость изготовления этой группы ниже. На рынке РФ присутствует продукция, изготовленная по разным стандартам: ГОСТ Р 57837-2017, ГОСТ 26020-1983. Как национальный стандарт, второй документ № 8239-1989 г. не действует.
Норматив № 19425-1974 г. содержит описание двутавровых горячекатаных балок для строительства шахтных линий, подвесных путей.
Документ № 8239-1989 г. регламентирует требования к балкам горячей прокатки с углом внутренних граней 6-12 0. Как национальный стандарт, документ не действует.
ГОСТ Р 58966-2020 определяет параметры сварных соединений.
Материалы двутавра из металлопроката
В тематическом разделе «МаталлСклад Северо-Запад» представлены изделия трех марок. Это сталь Ст3 (углеродистая обыкновенного качества), 09Г2С (низколегированная для сварки) и С255 (строительная).
По оценкам экспертов, 80% рынка занимают стали обыкновенного качества. Перечень требований содержит ГОСТ380-2005. Двутавры из стали Ст3 покупают для сооружений, которые работают в стандартных условиях. В сортовом прокате ценят наличие базовых характеристик и доступность.
К строительным сталям применяют более высокие требования: в состав входит меньше вредных примесей, конструкции выдерживают большие нагрузки. Полный перечень требований содержит ГОСТ 27772-2015. Для производства двутавровых балок из стали берут С235, С245, С255.
Свойства материала с легирующими добавками описаны в ГОСТ 19281-89. Улучшенная рецептура включает кремний, марганец, алюминий. Конструкционные элементы из низколегированной стали устойчивы к динамическим нагрузкам. Изделия с защитным покрытием работают во влажной среде.
Изготовление двутавра балочного
Для производства сортового проката применяют две технологии. Чтобы изготовить сварные изделия, используют углеродистую и низколегированную сталь (без добавок). Конструкцию «собирают» из двух стенок и полки. Чтобы усилить балку, вставляют ребра жесткости. Элементы соединяют автоматической сваркой.
У стального горячекатаного двутавра больше жесткость сечения, прочность и стоимость монолитной конструкции. Несущая способность сварного проката меньше.
Вторая технология — прокатывание полуфабрикатов при нагреве 1200 0C. Первый этап — блюминг: слитки весом 5-15 т обрабатывают на обжимном стане. Следующая операция — прокатывание на формообразующем оборудовании с тавровым профилем. После завершения пластической деформации получается монолитная балка.
Выгоды покупки двутавровой балки из металла
Металлический брус ценят за способность выдерживать усилия и не деформироваться. Благодаря сечению, схожему на букву «Н», нагрузка не концентрируется в одной или нескольких точках. Поэтому опоры быстро не изнашиваются и не разрушаются.
Преимущества балки стальной двутавровой:
- высокая прочность и жесткость;
- долгий срок эксплуатации;
- доступность;
- низкая материалоемкость;
- богатство ассортимента (выбор форм, разное соотношения размеров сторон и полок).
При многократном увеличении (через микроскоп) у горячекатаного сортового проката равномерная структура (зерна одинаковой величины). Металлический брус не меняет форму и размеры независимо от направления нагрузки. По этой причине оцинкованную двутавровую балку применяют, когда строят тяжелые мосты. Изделие устойчиво к растяжению, сжатию и динамическим нагрузкам, связанным с движением транспорта, ураганными ветрами, снегопадами.
По сравнению со сплошными балками, для производства изделий используют меньше материала. Когда проектируют сооружения, закладывают ниже прочность. Покупатель экономит на фундаменте и опорах.
Двутавр из проката — высокотехнологичные конструкции:
- Для создания пространственных покрытий и сооружений большой площади используют сварку. Метод повышает скорость сборки и сокращает сроки сдачи объектов в эксплуатацию. Как дополнение, применяют технологии соединения заклепками и болтами.
- У металлического профиля высокая адгезия. Изделие образует прочное соединение с бетоном, цинковым составом и другими материалами.
- Двутавр горячекатаный легко хранить, загружать и перевозить. Большая часть сортамента — изделия с малым весом. Стандартная длина — 6-12 м. Норматив допускает изготовление конструкций другой величины (под заказ). Для перевозки арендуют автомобильный кран и универсальный грузовой транспорт.
Выгода заказчика — нет дополнительных расходов. Максимальная длина изделия (12 м) — параметр соответствует ПДД. Заказчик не платит за услуги:
- эксплуатации дорогого погрузочно-разгрузочного оборудования;
- получения разрешения в Росавтодоре;
- сопровождения транспорта при перевозке тяжеловесных и крупногабаритных конструкций.
Когда возводят масштабные объекты, экономят на вспомогательной арматуре. Предприятие покупает меньше крепежа и сортового проката.
Надежность стального двутавра
Жесткость конструкции определяется химическим составом стали и сечением. Основные параметры — профиль, радиус закругления, толщина, высота стенок и полок. Для специальных балок — уклон граней. От соотношения разных критериев зависят свойства, область применения и цена двутавра. Стандарт определяет шесть классов прочности.
При выборе сортового проката учитывают способность формы сопротивляться деформации (сведения берут из технических справочников). Выпускают двутавры с равными и разными боковыми гранями.
Когда рассчитывают нагрузку двутавровой балки из стали, анализируют параметры:
- расстояние между опорами строительных конструкций;
- продолжительность действия, статический или динамический характер нагрузки;
- способ распределения нагрузки: силы сконцентрированы равномерно или точечно;
- величина;
- свойства стали, из которой изготовлена балка.
В проектах рассматривают особые случаи. Например, на сооружение действуют взрывные и сейсмические силы.
Способ монтажа балки зависит от характера и величины нагрузки. Основные схемы:
- жесткая заделка одного конца:
- однопролетная схема с консолью и дополнительной опорой;
- шарнирно-опертая балка двутавр;
- консоль с жестким креплением.
Нормативную нагрузку рассчитывают по СНиП. Расчетный параметр — результат умножения усилия на коэффициент надежности. Величина запаса зависит от свойств сортового проката и условий работы. Когда усилие не превышает 200 кг/м2, множитель равен 1,3.
Конфигурация железных двутавров
Согласно ГОСТ Р 57837 -2017, весь ГК сортовой прокат разбит на шесть профилей: «Б», «Ш», «К», «С», «ДБ», «ДК». Группировка зависит от сочетания характеристик: параллельных или наклонных стенок, соотношения ширины полок и толщины, назначения.
Больше других востребованы профили: балочные (широкополочные и нормальные) и колонные двутавровые конструкции. Вторую категорию используют при работе на изгиб. Преимущество балочного сортового проката — лучшие показатели на растяжение и сжатие, в том числе, с изгибом.
Маркировка разных типов горячекатаных двутавров с параллельными сторонами:
- «К» — колонные конструкции. Металлический брус отличает повышенный вес, устойчивость и прочность. Сортовой прокат используют для эстакад, мостов, несущих тяжелонагруженных опор.
- «Б» («Б1», «Б2») — стандартный профиль (полки нормальной длины). Железные двутавры применяют как несущие конструкции (опоры, колонны).
- «Ш» — широкополочные балки. Сортовой прокат востребован при монтаже направляющих конструкций. Балки с широкими полками рассчитаны на повышенные нагрузки.
Из сортового проката с наклонными гранями производят монорельсы для подвесных путей. Из двутавровых конструкций сооружают опорные кран-балки для тельферных линий. Крупные партии бруса покупают, когда прокладывают стволы шахт. Монорельсовый профиль обозначают литерой «М».
Компания «МаталлСклад Северо-Запад» предлагает купить сортовой прокат «Б», «Ш», «М» и «К».
Балка стальная двутавровая: допускаемые отклонения параметров
Различают сортовой прокат обычной и повышенной точности. В ГОСТ 8239-89 перечислены допустимые отклонения параметров. Металлическую балку обычной точности обозначают символом «В». Варианты использования — мачты, колонны.
Вторую категорию маркируют литерой «Б». Брус повышенной точности используют в местах соединений с другими конструкциями. После проката проверяют допустимое отклонение параметров, у этой группы обязательно контролируют притупление наружных кромок — до 2,2 мм,
В категориях «Б» и «В» проверяют несколько параметров. Самые важные:
- кривизна (отклонение положения от оси) — не более 0,2% от длины;
- допустимый прогиб стенок у двутавра оцинкованного — до 0,15 толщины.
Размеры сечения зависят от способа изготовления, конфигурации, типа и назначения. Таблица демонстрирует разброс параметров.
| | ГОСТ Р 57837-2017 | ГОСТ 19425-74 | ГОСТ 26020-83 |
| Тип «Б» | Тип «Ш» | Тип «М» | Тип «К» |
| Высота двутавра, мм | 100-710 | 190,0-1013,0 | 140,0-450,0 | 195,0-431,0 |
| Ширина полки, мм | 55-262 | 149,0-320,0 | 80,0-150,0 | 200,0-400,0 |
| Толщина стенки, мм | 4,1-17,0 | 5,0-19,5 | 5,5-10,5 | 6,5-23,0 |
| Толщина полки, мм | 5,7-25,0 | 7,0-32,5 | 9,1-18,0 | 10,0-35,5 |
Чтобы рассчитать массу, перемножают параметры: объем двутавра на среднюю плотность стали, равную 7850 кг/м3. ГОСТ Р 57837-2017 содержит указание: разброс одного метра конструкции зависит от типа:
- «Б» — 8,10-194,80 кг;
- «Ш» — 24,40-314,50 кг;
- «М» — 16,9-77,6 кг.
Допустимая величина отклонения по весу: не больше 3%, но не меньше 5%.
Где купить двутавровую металлическую балку?
Компания «МаталлСклад Северо-Запад» поставляет на рынок Санкт-Петербурга, Ленинградской области и регионов России трубопроводную аппаратуру, черный и цветной металлопрокат.
Предприятие предлагает заказать комплексное обслуживание или выбрать отдельные операции: резку заготовок в размер, механическую обработку, нанесение защитного покрытия.
Организация гарантирует широкий ассортимент готового проката, соответствующего стандартам. Компания содержит свой парк оборудования и автотранспорта. Предприятие доставляет горячекатаный двутавр адресатам из Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Клиент не платит за транспортировку груза, если сумма заказа больше 50000 руб.
Профильные специалисты консультирует по вопросам выбора сортового проката. Позвоните, чтобы быстро купить балку двутавр!
