Двутавровая балка металлическая прогиб

Вес двутавровой балки – важный фактор несущей способности

Двутавр – это металлопрофильная конструкция перекрытия, наклонная или горизонтальная, рассчитанная в первую очередь на изгиб. Прежде всего она находится под воздействием весовой нагрузки, направленной по вертикали. Фактически это первичное воздействие, которому должен противостоять прокатный профиль из металла.

Технические характеристики металлического профиля необходимы, чтобы их правильно применять в строительстве, ведь несмотря на большое разнообразие сфер применения, суть остается одна – создать надежную несущую конструкцию. Она позволяет преобразовывать архитектуру сооружений:

увеличивает ширину пролетов зданий; значительно, примерно на 35%, уменьшить массу несущих конструкций; существенно увеличить рентабельность проектов.

Говоря о достоинствах конструкции, нельзя не отметить и минусы, хотя их немного. Основные из них – это

необходимость применять при создании ребер жесткости дополнительную арматуру; достаточно существенные трудозатраты, которые нужны для ее изготовления.

Однако, следует отметить, что с другой стороны дополнительные ребра жесткости дают возможность:

уменьшить общую металлоемкость сварной металлоконструкции, так как ощутимо уменьшают толщину стенок. Таким образом удается понизить ее стоимость, но целиком сохранить механические характеристики; помимо этого облегченная конструкция экономична и с точки зрения устройства фундамента, поскольку после снижения общей массы можно использовать фундамент под БМЗ (быстровозводимые здания).

Чтобы найти двутавр, подходящий для конкретного случая, требуется произвести некоторые расчеты. Обычно для этого используют таблицы или онлайн калькуляторы. В их основе лежат заданные два параметра: расстояние от одной стены до другой и будущая нагрузка на строительную конструкцию.

Прочность двутавровой балки определяется такими параметрами, как:

длина, метод закрепления, форма, площадь поперечного сечения.

Большее распространение получили изделия с буквой «Н» в сечении.

Длина данной металлоконструкции бывает разной, к примеру, в случае ГОСТ 8239-89 это 4 –12 метров, то есть в зависимости от сортамента размеры и вес балки двутавровой отличаются. Помимо длины величина веса определяется толщиной металла и размерами граней. Поэтому для выполнения различных расчетов было введено понятие «вес метра балки двутавровой».

При покупке сварной конструкции обязательно требуется расчет на прочность, а для конкретного использования еще и расчет на прогиб. Грамотный расчет нагрузки на двутавровую балку позволит обеспечить устойчивость конструкции к проектным воздействиям, то есть способность воспринимать их без разрушения.

Горячекатаные и сварные двутавры

Сортамент двутавровых балок по технологии их производства включает в себя горячекатаные и сварные изделия:

• горячекатаные — монолитная заготовка получает форму путем горячей прокатки;
• сварные — изделие изготавливают путем сваривания стальных листов, в результате чего получают стенку и полки (ребра).

По параметрам точности также данную продукцию подразделяют на изделия высокой точности (в маркировке присутствует индекс А) и обычной (индекс Б).

Горячекатаные

В свою очередь, двутавры горячей прокатки подразделяются на изделия:

• с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83, высота граней составляет от 10 до 1000 мм, ширина полок 55-400 мм);
• с угловым наклоном граней полок (ГОСТ 8239-89, в изделиях стандартных типоразмеров угол составляет 6-12%).

По соотношению размеров стенки и полки также различают двутавры горячего проката:

• с широкими полками (Ш);
• колонные (размер стенки, как правило, равен размеру полок);
• нормальные (Н).

Все типоразмеры у изделий горячего проката регламентируются в указанном выше ГОСТ.

Сварные

Сварные изделия должны соответствовать по своим характеристикам аналогам горячего проката, при этом для сохранения несущих характеристик возможны определенные допуски — использование листа ближайшей большей толщины при сохранении одинаковых габаритов изделия по ГОСТ 26020-83 либо по СТО АСЧМ 20-93.

Область применения

Чаще всего, двутавровые балки применяются в промышленном строительстве, а именно, в случае возведения зданий с большими пролётами между опорами.

Благодаря своим механическим характеристикам и стойкости к динамическим воздействиям, металлический брус используют при возведении дорог и мостов и в других случаях необходимости возведения конструкций, выдерживающих большие нагрузки подобного характера.

В последнее время, стальные двутавровые балки стали применять в качестве элемента декора в квартирах и офисах. После покраски, металлическая балка может выглядеть эстетично и иметь практическое применение в бытовом хозяйстве.

Определение нагрузок

Перед началом расчета собирают все нагрузки, которые будут действовать на балку. К ним относятся постоянные нагрузки, включающие вес самого конструктивного элемента и опирающихся на него конструкций, например, перекрытий. Следующий тип нагрузок – временные, которые разделяются на кратковременные и длительные. К кратковременным относятся: вес людей, ветровые нагрузки, снеговые, ледовые. Длительные: вес временно установленных перегородок, слоя воды. Еще один вид воздействий – особые (взрывы, сейсмическая активность, деформация основания).

Советы! Для высоких кровель с углом наклона ската 60° и более снеговая нагрузка не учитывается. Нормативная нагрузка в квартирах принимается равной 150 кг/м2. Расчет веса двутавровой балки осуществляется по таблицам ГОСТов 8239, 26020 или СТО АСЧМ 20-93.

Балка металлическая двутавровая обладает данным названием благодаря своей конструкции. Т–образный профиль считается тавром, поскольку имеет сечение схожее по внешнему виду с символом «Т», но двутавровый продукт имеет две металлическими полки, в результате чего несет соответствующее название.

В разрезе материал обладает формой напоминающей букву «Н», данный тип конструкции отличается большей прочностью по сравнению с обычным профилем прямоугольного сложения. Коэффициент практичности превышает стандартный конструктивный элемент почти в 6 раз, а по жесткости – в 25 раз.

Схематичный рисунок двутавровой балки

Благодаря своим техническим показателям, балка двутавровая 10, 20 имеет широкий спектр применения в промышленных сферах деятельности, в бытовых условиях. Зачастую продукт используют для укрепления конструкции коттеджей, частных небольших домов или каркасных сооружений.

Разновидности двутавровых балок

Производство сварных двутавровых балок не заканчивается на изделиях металлического типа, в качестве основного материала могут применяться пилорамные материалы в виде дерева. Если сравнивать конструкцию с подобными пиломатериалами, то она выделяется повышенной устойчивостью перед изгибами даже при массивных нагрузках.

Деревянные балки не уступают металлу по устойчивости на излом и прочности

Вне зависимости от основного материала, из которого произведена двутавровая балка, она не подвергается деформации, что увеличивает возможность использовать продукт в любых типах построек. Если требуется возвести стены, создать пололок или пол, этот стройматериал считается надежным помощником.

На данный момент существует три основных вида двутавр:

• стандартный;
• с широкими полками;
• колонного типа.

Стандартные изделия обладают полками с размером в 10-60 см, большой толщиной для боковых сторон, обеспечивающей правильное распределение общего веса, возлагающегося на элемент. Что касается жесткости, то материал не выделяется высокими показателями, именно поэтому его длина не может превышать 19 метров.

Широкополочные изделия имеют широкие боковые стенки, значение которых варьируется в пределах 40-60 см, при этом, в некоторых случаях размер может достигать 100 см. Показатели жесткости и прочности значительно превосходят стандартный тип изделия.

Наилучшими техническими показателями обладают колонные разновидности, их размеры и вес значительно отличается от конкурирующих модификаций. В качестве основы применяется мощный стальной профиль, позволяющий балке справляться с нагрузками, измеряемые в тоннах.

ГОСТ и технические характеристики на двутавровые балки

Поскольку производство двутавровой балки основывается на изготовлении стройматериала для возведения серьезных конструкций, то каждый этап создания элементов должен соответствовать нормативам государственных стандартов. Отслеживаются все моменты, вплоть от максимально допустимого уклона внутренней части сторон, до таких значений, как инерция, уровень сопротивления, другие параметры.

Помимо всего, если взять в пример балки на прогиб, рассчитывается сама область прогиба, которая должна быть не более 0,15 S и это при высшем значении синусоиды дуги – 0,2%, в зависимости от общей длины стройматериала.

Разновидности двутавровой балки на прогиб или стандартного типа подразделяются на несколько категорий по предназначению, особенностям.

Классификация стальных двутавровых балок

• «С» — специальные изделия, при изготовлении которых применяется углеродистая низколегированная сталь, обладающая плотной структурой. Элементы решают вопросы укрепления шахтных колонн, служат в качестве армирующего основания.
• «М» — используются для создания подвесных путей с учетом последующего обустройства тельфера, позволяющего производить перевозку разнообразных грузов.
• «Ш» — горячего ката профиль, состоящий из стального материала, имеет широкие полки, длину до 24 м, высоту не более 1 м. Обеспечивает прочность конструкциям, выносливость перед большими нагрузками.
• «Б» — продукт с параметрами: длина – до 19 м, высота сторон не более 0,6м. Применяется для выполнения общестроительных задач по монтажу отдельно стоящих опорных конструкций или колонн.
• «К» — опорная балка двутавровая 20, 30, 40 и других модификаций, производится для создания стен тяжелонагруженных строительных сооружений, таких как котлованы, метрополитен. Обладает практически равными значениями параметров ширины и высоты боковых сторон, за счет чего достигается повышенная устойчивость перед нагрузками.

Прежде чем купить двутавровую балку, следует внимательно изучить серию, указанную на изделии, которая сообщает основные параметры установки. Важно, чтобы технические характеристики изделия не имели расхождения с расчетными таблицами более 5%, иначе продукт не сможет обеспечить конструкцию необходимой прочностью, после возведения, находиться в ней будет просто небезопасно для человека.

ВИДЕО: Расчет и подбор двутавровой балки для перекрытия

Производство металлических и деревянных изделий

Расчет двутаврового профиля следует производить исходя из требований, которые впоследствии изготовления он должен выполнять. Также важно учитывать размеры ГОСТ, прочность, нагрузку, производимую непосредственно на элемент.

Процесс производства осуществляется путем сваривания трех стальных деталей в виде обычных удлиненных пластин. После проделывания работы получаются поясные швы, однако чтобы материал имел повышенную прочность, сварку требуется производить со всех сторон.

Процесс изготовления сварной двутавровой балки

Сварная двутавровая балка должна иметь две стенки, плотно прилегающие к основанию и расположенные в строгой параллельности по отношению друг к другу. Цена на продукт, произведенное собственноручным образом намного ниже товара, предоставленного на строительном рынке. Однако, взявшись за работу самостоятельного создания стального опорного элемента, следует учитывать все государственные стандарты, иначе изделие не будет выполнять функции по предназначению и сэкономленные денежные средства уйдут в двукратном размере на восстановление сооружения.

Спецификации балок деревянных двутавровых

Как уже было сказано раннее, стройматериал может быть изготовлен не только из стального продукта, но и из древесины. Для создания деревянного конструктивного изделия требуется применение калиброванного сухого товара, например, брус, ОСБ. Они считаются материалами древесного происхождения, предназначенные для применения в строительных сферах деятельности. Брусья, плиты обладают меньшими значениями устойчивости, однако при правильном изготовлении, обработке, установке, могут выполнять служить длительное время.

Главный минус двутавровой балки

Если во внимание брать изделия, изготовленные из стальных сплавов, то они имеют подверженность к образованию коррозии. Чтобы избежать неприятной ситуации, предварительно перед применением продукт следует обработать антикоррозийным средством.

Древесные стройматериалы не рекомендуется устанавливать в конструкциях с большими весовыми нагрузками или в помещениях, где возникает высокая вероятность возгорания.

ВИДЕО: Как посчитать балку на изгиб – сталь+дерево

Применение двутавровых балок

Двутавровые балки используются в основном в строительстве в качестве перекрытия при постройке строений, опорных конструкций, элементов мостов, подвесных путей и пр. Также двутавры применяются для укрепления стволов шахт и другой подземной инфраструктуры. Обычно из балок формируют горизонтальные металлоконструкции, воспринимающие вертикальные нагрузки и изгибающие усилия.

Применение двутавровых балок дает возможность с помощью полок компенсировать высокое давление при прогибе, а также предотвращать сдвиговые нагрузки благодаря вертикальной стенке. В зависимости от вида конструкции и испытываемых ею воздействий проектировщики выбирают необходимый тип, марку стали и сечение двутавров. Применяется балка двутавровая стальная также в машиностроении, вагоностроении и других отраслях

Сварка позволяет расширить сортамент выпускаемых балок и эффективность их использования – можно получить практически любую высоту и ширину как полок, так и вертикальной стенки. Сварной металлический двутавр может иметь заданные вырезы и отверстия, выполняться из различных марок стали (бистальные балки), за счет чего обеспечивается более технологичная и экономичная форма изделия.

По конструкции данные виды двутавровых балок нечем не отличаются, а их главное отличие это по способу их изготовления .

Изготовить двутавровую балку можно двумя способами это

1. Метод сварки металлических листов
2. Метод горячей прокатки (литьё металла)

Сварная двутавровая балка — конструкция

Сварная двутавровая балка изготавливается по следующей технологической операции

• Раскрой листовой стали на полосы
• Сборка балки на прихватки
• Сварка поочерёдно 4 швов балки (с перекантовкой)
• Правка геометрии полок балки

Это минимальные требования для изготовления сварной двутавровой балки.

Резка (раскрой) металлического листа осуществляется с помощью оборудования — машина термической резки листа МТР. В дальнейшем, металлические полосы укладывают на cтан для сборки двутавровых балок Z15 и сваривают с помощью портальной сварочной установки LHA.

Горячекатаная двутавровая балка — конструкция

Горячекатаная двутавровая балка изготавливается с помощью литья расплавленного металла, через специальную форму напоминающую букву «Н»

По конструкции горячекатаная двутавровая балка отличается следующим образом

Конструкция двутавровой балки — Итог

Если выбирать метод, каким способом изготавливать двутавровую балку, то очевидно, что сварной метод изготовления балки самый точный, практичный и не дорогой. На рисунке показаны размеры двутавровой балки, сделанные сварным и горячекатаным методом. Сварным методом, можно сделать балку по точным размерам, когда горячекатаным методом, балка будет либо больше, либо меньше.

• Балка 10
• Балка 12
• Балка 14
• Балка 16
• Балка 18
• Балка 20
• Балка 22
• Балка 24
• Балка 27
• Балка 30
• Балка 36
• Балка 40
• Балка 45
• Балка 50
• Балка 55
• Балка 60

Расчет нагрузки на двутавр и несущая способность

Разработаны специальные таблицы. В них номер двутавра выбирается исходя из трех основных параметров:

• предполагаемой нагрузки, кг/м.п. (килограмм на метр погонный);
• величины пролета, о нем отмечали выше, м (метров);
• шага, с которым уложен двутавр, м (метров).

Под номером подразумевается высота профиля в сантиметрах (от 10 до 100 по действующей нормативной базе).

Предполагаемая нагрузка рассчитывается исходя из несущей способности изделий. Важно учитывать при этом технологию производства двутавра. Напомним, что он бывает горячекатаным, сварным, клепаным (если используется металл). Горячекатаный получается путем прокатки заготовки, сварной путем приваривания полок к стенке. В клепаной балке для соединения элементов применяются заклепки. Так вот если это сварной двутавр. В таком случае при расчете текущей несущей способности необходимо прибавлять порядка 30% дополнительно на прочность.

Саму расчетную нагрузку определяют следующим образом. Высчитывают такой параметр как давление на конструкцию. Учитывается при этом вес конструкции в пересчете на один погонный метр двутавровой балки. Затем полученное значение умножается на коэффициент надежности (напрямую зависит от разновидности двутавра и используемого ГОСТа). После этого на основании полученного значения из таблицы подбирают момент сопротивления. А уже по моменту сопротивления определяется номер профиля исходя из текущего сортамента. Рекомендуем перестраховаться и выбрать на два номера выше.

Важный момент. Несущая способность двутавровой балки устанавливается только и исключительно исходя из расчетной нагрузки. Использовать только одну нормативную нагрузку нельзя. Она выполнена без учета специфики возводимых металлоконструкций, их конструкционных особенностей и эксплуатационных параметров.

И последнее. Несущая способность учитывается при выполнении расчета в двутавре нагрузок на изгиб.

Где купить?

Если вас заинтересовала балка двутавровая, ее купить можно здесь http://metallbase.com/production/balka-dvutavr. Это сайт нашей компании «МС» — металлобазы, занимающейся реализацией проката любого типа. У нас вы найдете продукцию высотой от 100 до 691 мм. В каталоге есть изделия с узкими, средними, нормальными и широкими полками. Также мы можем предложить вам колонные и специальные балки. Перечень доступных товаров и их характеристики доступны для просмотра на сайте.

Если вы еще не определились с выбором поставщика металлопроката, ознакомьтесь с преимуществами нашей компании. Они ежедневно привлекают к нам новых клиентов. Основные из наших преимуществ:

1. Сотрудничество с ведущими металлокомбинатами РФ. Мы не закупаем товар у сомнительных лиц, поэтому можем уверенно сказать, что продаем качественный металлопрокат.
2. Большой выбор продукции. Вы найдете в каталоге двутавр любого размера, следовательно, вам не придется дожидаться его изготовления. Кроме того, у нас есть много металлопроката другого типа, а не только балки. Если вы профессиональный строитель, вам известно, что при возведении крупного объекта одних двутавровых балок будет недостаточно. Вам придется покупать арматуру и другой прокат. Сотрудничая с нами, вы сделаете это одновременно, не задерживая строительных работ и не переплачивая за доставку.
3. Доступные цены. Так как мы берем товар прямо с металлокомбинатов, а не через посредников, нам не приходится закупать его по повышенной цене. Соответственно, наши клиенты получают металлопрокат по цене производителя.
4. Оперативная поддержка. Если вы не знаете, какая двутавровая балка подойдет для ваших задач, попросите помощи у нашего специалиста. Он найдет вам товар с оптимальными характеристиками.
5. Акции и распродажи, позволяющие сэкономить на покупке.
6. Полезные дополнительные услуги. Мы не только продаем прокат, но и занимаемся его сваркой и резкой.

Чтобы заказать двутавр, уточните стоимость изделия и ожидайте доставки. Если вы указали адрес в СПб, мы доставим товар своей машиной. В остальных случаях продукция будет отправлена подходящей вам транспортной компанией.

Фото, использованные в статье, приведены для иллюстрации и не являются изображением продукции компании.