Двутавровая балка – это тип фасонного металлопроката, который активно используется в промышленном и гражданском строительстве. Он представляет собой металлическое изделие Н-образной формы. Чаще всего балки применяют во время монтажа перекрытий, они повышают прочность конструкции, выдерживают серьезные нагрузки.
Содержание
Виды двутавровых балок
Двутавровая балка – это профиль из конструкционной стали Н-образного сечения. Основными элементами двутавра являются верхняя и нижняя полки, соединенные вертикальной перегородкой из металла. Поверхности этой балки могут быть как параллельными, так и расположенными под углом относительно друг друга.
Балки могут иметь стандартные или увеличенные размеры, все зависит от соотношения геометрических параметров. Наиболее часто такие балки производят из углеродистой или низколегированной стали. Наличие легирующих элементов улучшает механические свойства металла, делая двутавр прочнее и устойчивее к различным воздействиям.
Классификация двутавровых балок осуществляется по ряду критериев, включая конструктивные особенности, метод изготовления, а также область использования и другие факторы.
К востребованным видам двутавровых балок относят:
- Нормальные (обычные). Эти балки имеют стандартные размеры полок и вертикальной части. Они часто применяются в строительстве для возведения зданий, мостов, опор и других сооружений. Маркируются как «Б», изготавливаются по ГОСТу 26020-83. Производят из углеродистой стали (Ст3пс5, Ст3сп5) и легированной (09Г2С).
- Колонные. Данный тип двутавров отличается более толстые стенки и полки. Их применяют в качестве колонн или вертикальных опор в каркасных элементах зданий. За счет увеличенной толщины металла, колонные двутавры могут выдерживать серьезные вертикальные нагрузки. Согласно нормативам, высота профиля составляет от 195 до 430 мм, при этом ширина полок достигает до 400 мм. Маркируются как «К»;
- Широкополочные. Главная их особенность в том, что они имеют повышенную прочность и лучше выдерживают нагрузку за счет увеличенной ширины полок. По сравнению с обычным типом балки они более надежные, поэтому их часто применяют в строительстве объектов, к которым предъявляются специальные требования. Изготавливаются по ГОСТу 26020, длина двутавровой балки составляет от 4 до 15 метров. Имеет маркировку «Ш»;
- С уклоном граней с внутренней стороны. Маркируются как «Н». Уклон составляет от 6 до 12%. Производятся согласно ГОСТу 9238-89. Толщина стенок составляет до 1,2 см. Данные виды двутавровых балок используются в особых случаях, когда применение стандартных вариантов невозможно;
- Монорельсовые. Могут обладать стандартной и увеличенной прочностью. В строительстве они задействуются нечасто. Монорельсовые двутавры находят применение при монтаже кран-балок и козловых кранов, что требует от них повышенной прочности.
Это основные разновидности двутавровых балок, которые чаще всего задействуются в промышленности и строительстве. Но также есть специальный фасонный металлопрокат, использующийся в уникальных проектах или в узкоспециализированных отраслях.
Также двутавровые балки могут отличаться способом, особенностями производства. По методу производства их можно разделить на два основных вида: горячекатаные и сварные.
Горячекатаные изготавливают методом горячей прокатки из заготовок стали. Этот способ производства самый популярный сегодня. Прямоугольный профиль нагревается до температуры примерно 1200 градусов, затем прокатывается через специальный станок, который придает профилю необходимую форму двутавра. Нагрев делает профиль максимально пластичным и гибким, это положительно влияет на скорость производства элементов. Такие двутавры обладают высокой прочностью и долговечностью, поэтому широко используются в строительстве мостов, зданий и других объектов.
Сварной метод изготовления предполагает соединение отдельных металлических листов при помощи сварочного оборудования. Такие двутавры позволяют получить балки большего размера и длины по сравнению с горячекатаными. Они часто применяются там, где требуется нестандартное решение или экономия материала.
Перед использованием сварные двутавры обязательно проверяются. Они подвергаются ультразвуковому контролю, шлифуются и затем покрываются защитным слоем. Швы должны быть прочными и надежными.
Сварные детали выбирают в таких случаях:
- Если нужна идеально ровная чистая поверхность двутавра;
- Если нужно сделать элементы с разной шириной или толщиной, которые нельзя производить на станках;
- Если нужно использовать особые виды стали или их сочетание. Например, если двутавры будут устанавливаться в нетипичных условиях.
Также двутавры классифицируются по марке (типу) стали. Они бывают:
- Из углеродистой стали. Это самый популярный материал для изготовления двутавров. Они имеет высокую прочность и доступную цену. Используется в стандартных строительных проектах. Особенности производства, а также требования к углеродистой стали для создания двутавров прописывается в ГОСТе;
- Из низколегированной стали. Добавление легирующих компонентов (никель, хром, молибден) улучшает характеристики металла, делая его более устойчивым к коррозии, агрессивным средам. Легированные двутавры применяют в случае повышенных нагрузок, сильных агрессивных воздействий;
- Мостовые стали. Это особые виды стали, которые используются для строительства мостов. Они обладают высокой прочностью и стойкостью к влаге. Если двутавр будет использоваться для строительства мостов, то лучше всего выбрать именно этот вариант.
Также есть алюминиевые двутавры, но они используются крайне редко.
Достоинства и недостатки двутавровых балок
Двутавры используют в разных сферах деятельности благодаря таким преимуществам:
- Высокая прочность. Данный металлопрокат хорошо справляются с механическими воздействиями во всех направлениях. Благодаря отличной несущей способности, их можно применять для конструирования разных объектов, элементов. Готовый двутавр имеет значительно большую жесткость: по этому критерию он лучше стандартной профильной трубы более, чем в 20 раз;
- Небольшой вес в отличие от сплошных видов стальных балок. Это позволяет снизить нагрузку на конструктивные элементы объекта, его основание;
- Практичность в перевозке. Фасонный металлопрокат легко складировать, перевозить на специальном транспорте и монтировать;
- Проведение крепление разными видами сварки. Можно использовать газовую и электродуговую сварку. Металлический прокат отлично поддается воздействию высоких температур, при помощи сварки можно надежно зафиксировать двутавровые балки к разным поверхностям;
- Стойкость к скручивающему усилию. Обычные двутавры имеют одинаковый вынос полок с обеих сторон от стенки, что придает конструкции равномерную жесткость. Благодаря этому, балка устойчива к изгибам независимо от направления нагрузки.
Но двутавровые балки, несмотря на свою популярность и практичность в эксплуатации, все же имеют некоторые недостатки. Первый – это появление коррозии. Даже при использовании качественной углеродистой или низколегированной стали, на покрытии из-за влаги возможно появление ржавчины.
Также балки могут менять свои параметры из-за влияния высоких температур. Еще один недостаток — склонность к изгибу при значительных пролетах. Для предотвращения деформаций необходимо ставить дополнительные опоры.
Сфера применения
Чаще всего их применяют в гражданском и промышленном строительстве. Отлично подходят для возведения инженерных конструкций, где осуществляется высокая нагрузка.
Основная сфера — возведение крупных объектов, таких как ТЦ, склады, ангары, производственные цеха, монолитные сооружения. Тем не менее, они также находят применение в других областях:
- Монтаж опорных конструкций. Двутавровые балки используют для монтажа опор металлоконструкций, включая мосты, эстакады и другие инженерные сооружения, которые должны выдерживать значительные нагрузки;
- Каркасные конструкции быстровозводимых объектов. Балки в каркасах складских помещений, ангаров, цехов и других больших сооружениях обеспечивают их надежность, долговечность;
- Строительство буровых платформ, укрепление шахтных выработок. Фасонный металлопрокат в процессе монтажа буровых платформ, для укрепления шахт, где важна высокая стойкость к механическим воздействиям;
- Возведение опор, капитальных стен, плит перекрытий. Двутавр служит универсальным компонентом для монтажа колонн, стен, перекрытий в разных по предназначению строениях;
- Монтаж подвесных путей для спецтехники. Используют при создании путей для мостовых кранов и другой техники в горной промышленности;
- Вагоностроение. Двутавры выступают как каркасные части вагонов. В этой сфере используют металлопрокат, имеющий высокую прочность и стойкость к влаге.
С каждым годом сфера применения двутавров только растет. Это связано с усовершенствованием элементов, использованием инновационных технологий. Важно лишь правильно выбрать характеристики и особенности балок. Они должны выдерживать предполагаемую нагрузку и другие воздействия.
Итак, двутавр – вид металлического проката, который активно используется в строительстве. Его применяют в тех случаях, когда необходима особая прочность, надежность конструкций. Есть разные виды балок. Их выбирают исходя из условий использования и цели применения.