Двутавр для чего используется
Балки Б, Ш, К, М, У: различия и сферы применения
Двутавровые балки широко применяются в промышленном и гражданском строительстве. С помощью этого вида металлопроката возводят колонны, здания, подвесные пути, опоры, шахтные стволы, мосты и другие сооружения. Благодаря двутавру удается противостоять усадке, сдвигам конструкций и образованию трещин, поэтому назначение балок довольно широко. За счет этого они различаются по форме.
Характеристики каждого вида балок регулируются при помощи ГОСТов. Также при выборе металлопроката стоит учитывать буквенные обозначения. Они могут означать сферу применения и особенности строения балки. Расскажем об этом подробнее.
Двутавровые балки – достаточно универсальный материал, применяемый в самых разных областях строительства
Двутавры с параллельными полками
Двутавровые балки, имеющие параллельные полки, изготавливаются горячекатаным методом согласно ГОСТ 26020-83. Согласно стандарту допускается высота от 100 до 1000 мм и ширина полок от 55 до 400 мм. В некоторых случаях характеристики могут немного отличаться от эталонных. Особенно если дело касается крупногабаритного металлопроката.
Среди двутавровых балок с параллельными полками выделяют следующие основные классы:
Двутавровые балки имеют собственный сортамент с условными обозначениями. Первая цифра в точности или приблизительно обозначает высоту изделия. Например, 16Б2 значит, что это «нормальная» балка высотой 160 мм.
Даже при производстве мостовых кранов используются двутавровые балки
Двутавровые балки монорельсовые
Существуют двутавровые балки специального назначения. Для краткости их называют монорельсовыми. Такие балки производят согласно государственному стандарту 19425-74. Они предназначаются для армирования стволов шахт и прокладки подвесных путепроводов. Монорельсовые балки изготавливаются методом холодного проката. Их высота колеблется от 180 до 450 мм, а ширина – от 90 до 150 мм. Согласно стандарту допускается небольшой наклон полок относительно стенки. Он не должен превышать 15 %.
Все монорельсовые двутавровые балки для краткости обозначаются буквой «М». Они имеют два уровня точности – высокий и обычный. Они, в свою очередь, обозначаются буквами «А» и «В» соответственно. Монорельсовые балки подвергаются высоким нагрузкам, ведь по ним постоянно передвигается спецтехника. Поэтому их стенки и полки имеют повышенную прочность. Также монорельсовые двутавры используются в качестве частей козловых или мостовых кранов, тельферов. Иногда из них делают опорные стойки и перекрытия.
Заключение
Покупая двутавровые балки, важно в первую очередь отталкиваться от задач, которые должен решать металлопрокат. Благодаря государственным стандартам, буквенным обозначениям и сортаменту сделать выбор будет несложно.
Зачем нужна стальная двутавровая балка?
Балка двутавровая (двутавр) — это один из наиболее распространенных видов металлопроката. Данное изделие представляет собой горизонтальный брус из стали. В сечении оно имеет вид буквы «Н». Грани двутавровой балки располагаются под определенным углом или параллельно друг другу. Простота конструкции и надежность обуславливают повсеместное применение такой продукции. Ее цена в Москве зависит от ширины и длины профиля.
Где используется стальная двутавровая балка?
Стальная двутавровая балка, сделанная в соответствии с ГОСТ 8239-89, и балочные конструкции используются при строительстве гражданских, промышленных и общественных зданий. Они могут быть элементом:
В жилом сегменте такие металлические изделия применяют в частном и общественном строительстве в качестве несущих конструктивных элементов. Целесообразно делать из них несущий каркас при больших пролетах (более 7 метров), в случаях, когда бетонные конструкции не выдержат предполагаемых нагрузок. Они подходят для создания междуэтажных перекрытий любых сооружений (в том числе тех, что имеют большие пролеты).
Незаменимы они при возведении мостов, наземных переходов, подвесных путей и других объектов, где присутствуют повышенные нагрузки от вертикального поперечного воздействия. Двутавр отлично выдерживает их во время эксплуатации и не чувствителен к влиянию атмосферных и механических воздействий. Даже через десятки лет он будет противостоять им.
Данный вид металлопродукции при воздействии силы испытывает не кручение, а деформацию на осевой изгиб. Он также успешно противостоит усадке возведенного здания. При установке двутавра значительно уменьшается масса несущих конструкций. Это значит, что, используя его, можно сократить затраты на строительство. Незначительный вес при чрезвычайно высокой жесткости также делает стальную двутавровую балку идеальным вариантом для армирования шахтных путей и создания основы под высоконагруженные строения. Это могут быть:
Двутавры часто используются для монорельсов, по которым катится висящий тельфер, и в тяжелом машиностроении, вагоностроении и других отраслях для создания различного оборудования. Такая балка может быть подвергнута гибке, резке или сварке, поэтому нередко применяется как элемент дизайна при оформлении строений.
Еще информация по теме:
Применение разных видов двутавровых балок
Двутавровая балка — это строительный элемент в виде горизонтального бруса. При возведении зданий и сооружений, балка выступает незаменимой деталью конструкции, так как на нее оказывается значительное давление. Важно при расчетах выбрать правильные параметры изделия для безопасной эксплуатации постройки.
Особенности двутаврового профиля
Двутавровая балка — разновидность сортового металлопроката. Профиль двутавра характерен Н-образной формой сечения. Такая конструкция используется для перераспределения нагрузки по вертикали и горизонтали. Двутавровые балки различные размеры и весовые категории.
Для обозначения профилей введена специальная нумерация и маркировка, что облегчает выбор конструктивного элемента. Так как при выборе габаритов балки учитываются особенности возводимого объекта и расчетные нагрузки на конструкцию здания.
Балки характеризуются устойчивостью к повышенным нагрузкам и отсутствию реакции на изменения во внешней среде.
Благодаря своим характеристикам двутавр широко используется при возведении каркасных зданий и сооружений.
Помимо металлических двутавровых изделий существуют балки, выполненные из древесины, которые также имеют разнообразный размерный ряд. Использование деревянных профилей снижает нагрузку на основание, ускоряет процесс строительства и уменьшает расходы при устройстве фундамента.
Применение
Помимо этого строительный элемент довольно популярен при устройстве мансардных помещений. Успешно применяется в стропильных системах и при монтаже кровли.
Балки используются не только в строительстве железобетонных сооружений или металлоконструкций, но и при возведении деревянных домов и лестниц.
Двутавры применяют при пролетах, ширина которых достаточно большая для того, чтобы задействовать бетонные конструкции. Перекрытие в таком случае, в отличие от балки, не сможет выдержать предполагаемую нагрузку.
Независимо от материала двутавры представляют собой надежные строительные. К тому же профили, за исключением некоторых видов, имеют незначительный вес, что позволяет их легко транспортировать на место строительства. Работа с двутаврами не представляет особой сложности: монтаж осуществляется с помощью сварки, а также заклепок и болтов.
Преимущества и недостатки двутавровых балок
Несмотря на перечисленные недостатки, двутавровые балки остаются востребованными в разных областях строительства.
Материалы
Производство двутавровых профилей осуществляется на крупных предприятиях, при этом выпускаются большие партии строительных элементов.
Существует не менее популярный вид двутавра, выполненный из дерева. Его применяют для формирования каркаса построек, устройства перекрытий между этажами или стропильной системы, а также возведения балконов и мансард. Профиль состоит из двух брусьев хвойных пород и плит ОСБ между ними. Конструкция не деформируется при большой нагрузке, имеет гладкую поверхность и не требует специальной техники для монтажа.
Горячекатаные и сварные балки
По способу производства металлические двутавры бывают горячекатаные и сварные.
Горячекатаные двутавры изготавливают путем прокатки при высоких температурах на специальном прокатном стане. Профиль формируется из раскаленной болванки из стали, в результате чего получается монолитная балка без швов. Процесс производства отличается простотой. При этом горячекатаный двутавр отличается надежностью и прочностью.
Помимо горячекатаных изделий производят сварные двутавровые балки. Они довольно широко используются при возведении жилых и общественных зданий, а также промышленных объектов. Процесс изготовления представляет собой соединение металлических полос при помощи сварки. Сварной двутавр переносит большие нагрузки, при этом практически не подвержен скручиванию.
Из недостатков сварных изделий можно назвать наличие швов после сварки, что в некоторой степени понижает прочность конструкции. Для укрепления балки приваривают дополнительные ребра жесткости в виде пластин. Использование металлических пластин приводит к лишним затратам и удорожанию проекта.
Параметры конструкции согласно сортаменту
Все металлические двутавровые балки выполняются в соответствии с требованиями нормативных документов. При этом профили имеют определенную регламентом форму и состав.
Исходя из этого, можно легко подобрать параметры балок, необходимых для отдельно взятой конструкции.
При этом длина двутавровой балки — 4-15 метров.
Соотношение массы и размеров двутавра нужны при расчете количества балок и выбора способа перевозки строительных изделий. Сколько весит двутавровая балка можно узнать в таблице.
Классификация двутавровых балок
Двутавровые балки отличаются по нескольким показателям, в связи с этим имеют различную маркировку. Параметры профилей разных марок можно найти в таблице сортаментов изделий. Исходя из конструкции, двутавры делятся на три основных вида: стандартный профиль, широкополочный и колонный. Также существует несколько дополнительных категорий.
Нормальный или стандартный двутавр (Б) используется при средних нагрузках. Применяют в основном при строительстве зданий и сооружений, эстакад, мостов и тоннелей, а также для железнодорожного транспорта.
Широкополочный двутавр (Ш) применяется при повышенных нагрузках. Он обладает долговечностью благодаря форме и расположению полок. Профиль характерен высокими показателями прочности, жесткости и коэффициентом сопротивления при сжатии и изгибе.
Колонный тип двутавра (К) отличается толщиной перемычек и полок, что делает изделие устойчивым к механическим нагрузкам. Местом применения являются колонны и опорные конструкции. Одним из минусов данного типа является мощное сечение балок, что приводит к увеличению веса.
Монорельс (М) имеет специальное назначение. Так как полки двутавра располагаются под наклоном, его используют для создания системы транспортировки на производственных складах.
Специальный двутавр (С) с различными расположениями полок: параллельным или под наклоном. В основном применяется при выполнении армирования шахт.
Узкополочный двутавр (У) характеризуется уменьшенной шириной полок. Используется в качестве опор для слабонагруженных конструкций.
Дополнительный двутавр (Д) не попадает ни в одну из обозначенных категорий. Изготавливают такие балки на заказ по индивидуальным параметрам.
Двутавровая балка имеет различные параметры, что определяет их сферу применения. При этом выпуск двутавров строго регламентируется государственными нормативными документами. Благодаря контролю производства, стандартам и нормам с помощью двутавровых профилей можно обеспечить прочность и долговечность возводимого сооружения.
Двутавр: виды, производство и применение
Автор: Константин Вавилов · Опубликовано 14.11.2017 · Обновлено 09.03.2018
Виды и сфера использования
Иногда, описываемое металлическое изделие называют двутавровым швеллером. Но это не совсем правильно. Дело в том, что швеллер имеет П-образную форму. Тогда как у двутавра форма напоминает букву – Н. Такое изделие в разрезе похоже на два швеллера, скрепленные между собой.
Достоинствами горячекатаного проката являются быстрота производства и получение изделия без сварочных швов. Такие строительные детали устойчивы к различным воздействиям и их можно использовать без дополнительных ребер жесткости и других подобных конструктивных элементов.
С помощью такого вида проката решается сразу несколько проблем, возникающих во время строительства. Главным преимуществом является то, что форма этого профиля позволяет снизить массу конструкции. При этом прочность не только не уменьшиться, но и, напротив, станет больше. Если сравнить двутавр и классическую металлическую балку, то первый в прочности значительно выигрывает.
Где используется?
Несущие конструктивные элементы зданий, использующие двутавровые изделия, хорошо себя зарекомендовали в промышленном строительстве. Его используют не только при возведении зданий из железобетона, металлоконструкций или различных блоков, но и при строительстве деревянных сооружений. Такие строительные элементы целесообразно использовать при пролетах больше 7 метров. То есть такого расстояния, когда бетонные конструкции могут не выдержать предполагаемых нагрузок.
При возведении мостов или надземных переходов без двутавровых изделий не обойтись. Такой элемент подвесных конструкций хорошо справляется с повышенными вертикальными нагрузками.
При использовании такого вида стального проката можно облегчить массу сооружения. Что позволяет сократить затраты на строительство. Прочность расположенных рядом двутавровых балок суммируется, а размещенных друг на другом увеличивается в четыре раза.
При выборе такого материала для строительства необходимо учесть следующие параметры конструкции:
Производятся такие виды стального проката по разработанным нормативным документам. В них прописываются требования к химическому составу материала, параметрам и допустимым отклонениям от нормы. Существует несколько видов таких изделий, что существенно расширяет сферу их использования.
Изготовления такого стального проката происходит по ГОСТу 8239 — 89. В этом нормативном документе указывается расстояние между полками и высота стенок. Это указывается в маркировки материала. Из нее так же можно узнать:
Обозначение двутавровых балок
В конструкторской документации для обозначения двутавров применяют следующую надпись:
Двутавр Б10 ГОСТ 8239 – 89/Ст 3 сп 4 ГОСТ 535 – 2005
Что можно понять из этого обозначения?
1.В конструкции должен быть использован двутавр нормальный.
2.Высота которого равна 100 мм.
3.Для его изготовления была использована сталь Ст 3 сп 4 ГОСТ 535 — 2005.
Если в конструкции должен быть использован двутавр колонный, то вместо индекса Б, должен быть использован индекс К.
Сортамент двутавров
У классического двутаврового профиля (ГОСТ 8239-89) уклон внутренних граней — 6—12%:
Широкополочные двутавры изготавливаются по ГОСТ 26020-83. Такой прокат с параллельным расположением полок делится на:
Все размеры профилей вы можете посмотреть по нашему сортаменту двутавров оформленного в виде адаптивных таблиц.
Что надо учитывать при расчёте двутавровой балки
Расчет выполняют на основании следующих данных:
Но, проектировщик должен учитывать и то, что двутавровые балки очень плохо работают на скручивание, в сравнении с балкой круглого сечения.
Производство сварного двутавра
Сварные изделия производятся из листового металла. Качество готовой балки зависит от используемого для ее производства сварного оборудования. Во время производства проводятся следующие операции:
Использование сварки при производстве таких металлических изделий позволяет изготовить балки с различной шириной и толщиной полок. Заказчик может получить сварной двутавр определенной длины, с уже готовыми для крепежа конструкции отверстиями и вырезами.
Двутавровые швеллеры обладают универсальными характеристиками:
Недостатками горячекатаных металлоконструкций такого рода являются:
Большинство размеров горячекатаных двутавров можно приобрести в день покупки. Сварные элементы чаще всего производятся под заказ. Поэтому приходится выжидать время пока изготовитель закончит работу над вашими балками.
В каких элементах конструкции применяется?
Такие металлические изделия с каждым днем открывают новую сферу использования. Спрос на них побудит производителей совершенствовать процесс создания балок. Сегодня они используются не только в многоэтажном, но и в частном строительстве.
Двутавровые конструкции хорошо переносят сопротивление на изгиб. Их целесообразно включать в конструкции несущих элементов:
В конструкциях средненагруженных ферм используется широкополочный двутавр. Для того чтобы снизить себестоимость постройки без уменьшения прочности сооружения необходим точный расчет и выбор балок. Доверить такую процедуру необходимо профильным архитектурным или конструкторским фирмам. Специалисты этих бюро проведут расчет согласно:
При использовании перекрытий из балок такого профиля в качестве опоры служат железобетонные, металлические или кирпичные колонны и стены. Монтаж опалубки и возведение опор производится с использованием измерительного оборудования. Двутавры монтируются на опоры так, чтобы они заходили на опору минимум на 20 см.
Двутавровая балка соединяется с колонной болтами. Установка производится с помощью временных соединений, которые затем заменяются основными. После установки такой балки ее необходимо защитить от коррозии. Для этого используются специальные лакокрасочные составы. Пока основное крепление не будет установлено, эксплуатировать балку запрещено. Конструкции с использованием таких элементов отличаются высокой надежностью и долговечностью.
Немного экономики
В странах бывшего СССР работает порядка 20 производств, которые заняты на производстве металлопроката. Следует отметить, что на долю двутавровых балок приходится более половины номенклатуры, выпускаемой продукции. Это вызвано тем, что именно двутавры обладают универсальными параметрами, в отличие от других форм. Кроме того, они обладают более оптимальной формой с точки раскроя.
Это позволяет снизить расходы на производство металлических конструкций.
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 свойства
Длина 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 применения
Двутавровые 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 сечения
Промышленностью 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:
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 сечения
Для разных строительных задач осуществляется производства двутавра с особенными формами торцевой части. По этому критерию балки разделяют на 4 вида:
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 двутавр
Двутавровая балка производится по двум технологиям:
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 изготовления
Двутавровая балка может изготавливаться из разных типов сталей:
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.