Двутавр широко используется в строительстве и промышленности благодаря своей исключительной прочности и надежности. Он способен выдержать существенно большую нагрузку, чем конструкции с квадратным, круглым или прямоугольным сечением.
Ассортимент двутавров огромен и каждый вид изготавливается строго по стандартам.
Н-образная форма сечения характерна для двутавровой балки.
Стандарты ГОСТ для двутавровых балок: свойства и нюансы проектирования
Двутавр — это металлический профиль с сечением, напоминающим букву Н. ГОСТы 26020-83 и 8239-89 устанавливают стандарты для размеров, формы и допустимых отклонений в характеристиках двутавров, а также определяют типы этих профилей и правила их маркировки.
Для изготовления двутавровых балок преимущественно используется сталь.
По сравнению с другими видами металлопроката, например, швелнером (регламентирован ГОСТ 8240-97), двутавр обладает наибольшей жесткостью и прочностью на единицу площади сечения (ГОСТ 26020-83 определяет форму сечения). Благодаря равномерному распределению нагрузки по всей балки, расход материала существенно уменьшается.
При тестировании временного сопротивления на разрыв Н-образный профиль и целый брус показали одинаковые результаты. Однако масса двутавровки в 10 раз меньше. Прочность рядом стоящих изделий складывается, а расположенных друг поверх друга – умножается в четыре раза.
Важно!Применение двутавров сделает конструкцию легче и уменьшит затраты на возведение здания.
Двутавровые конструкции часто используются при возведении дамб, крыш многоэтажных зданий и опорных конструкций из-за своей способности выдерживать большие нагрузки и сопротивления деформации. Такие профили также популярны в индустриальном строительстве.
Двутавровые балки широко используются в металлокаркасном строительстве, как в промышленных, так и в гражданских объектах.
Высокая несущая способность, равномерно распределяемая по всей конструкции, делает такие элементы подходящими для сооружений с пролетами более 7 метров. Для строительства высоких мостов и переходов неизбежно применение двутавров, так как профили способны выдерживать большие вертикальные нагрузки.
Способы создания профилей из стальной двутавровой балки, отвечающие требованиям ГОСТа.
Стандарты для двутавров устанавливают два метода их изготовления. Первый способ предполагает прокатывание профилей из заготовок длиной 3-12 метров, нагретых до 1200 °С. Эта операция выполняется на оборудовании специального назначения. Для производства применяется конструкционная сталь без добавок легирующих элементов.
Эта технология позволяет создавать прочные, цельные изделия с высокой скоростью.
Благодаря своей конструкции такие детали отличаются большой стойкостью к разнообразным механическим нагрузкам. Применение технологии устраняет необходимость в дополнительном укреплении конструкций.
Инновационный дизайн изделия уменьшает вес конструкции, но при этом повышает её прочность. Благодаря полкам, равномерно передающим нагрузку, конструкция устойчива к опрокидыванию.
Изготовление двутавров возможно двумя способами: прокатка из предварительно подготовленных заготовок или сварка трёх базовых частей.
Можно изготовить профиль в форме буквы «Н» из трех отдельных частей, соединяя их с помощью сварки.
Эта технология позволяет создавать детали с более узким поперечным сечением по сравнению с цельными конструкциями.
Важно!Применение сталей разных производителей позволяет сократить расходы на сварные конструкции.
Как выполняется процесс сварки двутавра?
- Токарные работы по обработке листового металла на станках с программным управлением.
- Автоматические установки с гидроприводами сваривают металлические детали.
- Корректировка структур согласно предписанным по стандарту критериям.
Сваркой изготавливаются двутавровые балки, стоимость за метр которых варьируется в зависимости от размеров: ширины и толщины полок. Возможно заказать изделие нужной длины с заранее просверленными отверстиями для крепления и вырезами на профиле.
Чтобы усилить прочность Н-образной балки, ее составные части сваривают по обеим сторонам.
Современное производство двутавровых балок обеспечивает изделия, которые по техническим параметрам не уступают горячекатным аналогам. Использование устаревшего оборудования и сталей с низким содержанием углерода приводит к тому, что строительные элементы будут иметь слабые эксплуатационные характеристики.
Характеристики проектируемой конструкции определяются по типам используемых двутавров.
При выборе двутавров для конкретных целей важно обращать внимание на ключевые характеристики этих конструкций.
- Высота между полками двутавра задается как расстояние.
- Ширина измеряет расстояние между основанием и краем полки.
- Толщина стенок, вычисляемая на основе основы изделия, влияет на прочность и грузоподъемность конструкции.
- Средняя толщина полки вычисляется следующим образом: ширина полки минус толщина стенки, а полученный результат делится на четыре.
- Угол скругления между полками под воздействием нагрузки определяет прочность и жесткость конструкции.
Важно!Чтобы изделие было прочнее, полка не должна устанавливаться вплотную к стене под прямым углом. Место стыка должно быть закругленным для улучшения его прочности.
Цель балки определяют характеристики: размер (высота и ширина), толщина стенки и полки, а также радиус внутренней кривизны.
В конструкторских чертежах двутавры размечаются специальной маркировкой. Одна буква определяет тип конструкции – обычный, колонный или широкополосный профиль. Буква «Д» означает дополнительную серию профилей с параметрами, установленных стандартами.
Высота двутавра в сантиметрах представлена числом перед буквой. Цифра после буквы обозначает модификацию элемента: чем больше число, тем толще и тяжелее изделие. Следующим указывается номер стандарта изготовления, а в конце — материал конструкции. Например, 35Ш1 — это широкополочный двутавр высотой 350 мм.
Виды профилей двутаврового сечения: состав используемых металлов и конфигурация поперечного разреза.
Существующие стандарты классифицируют двутавры по размерам, весу и форме поперечного сечения, которые зависят от используемых материалов.
Металлопрокат Н-образного сечения представлен изделиями с разнообразной формой поперечного сечения. Стальные горячекатаные двутавры, стандартизированные ГОСТом 8239-89, имеют полки со стенкой, образующие угол от 8 до 12 градусов. Такие изделия используются в качестве опорных кран-балок для конвейерных линий. Двутавр обычного типа (по ГОСТу 26020-83), обозначаемый в чертежах как «Б», имеет параллельные грани полок. Такая конструкция упрощает процесс производства и снижает сопротивляемость деформации профилем.
ГОСТ 26020-83 присваивает букву «Б» обозначению стандартной Н-образной балки.
Двутавр большой ширины (маркировка «Ш» по ГОСТу 26020-83) обладает полками в полтора раза шире, чем другие виды металлопроката. Такая особенность повышает прочность, жесткость и срок службы конструкции. Благодаря этому он способен выдержать на 40% большую нагрузку, чем обычная балка.
Колонные двутавры по стандарту ГОСТ 26020-83 маркируются буквой «К». Отличительной особенностью таких изделий является увеличенная толщина полок, что достигается за счет максимальной ширины. Благодаря этому получается очень прочное изделие. Двутавр используют при строительстве конструкций, требующих высокой надежности.
В возведении лестниц, перекрытий, опорных конструкций, ферм, мостов и гидросооружений ГОСТ 26020-83 предписывает использовать нормальный двутавр. Балки с большой шириной применяют в несущих конструкциях перекрытий и маршей лестниц. В промышленном строительстве чаще всего используют колонные конструкции.
Лестницы изготавливают из стандартных двутавров, технические характеристики которых определены стандартом ГОСТ 26020-83.
Согласно стандартам ГОСТ 8239-89 и ГОСТ 26020-83, в производстве двутавровых балок применяются следующие виды металлов.
- Углеродистая сталь общего назначения, отвечающая требованиям ГОСТ 380-2005, выпускается в спокойном, кипящем и полустойком состояниях. Такая сталь демонстрирует хорошее сочетание прочности, технических свойств и доступной цены.
- Строительная сталь, отвечающая стандарту ГОСТ 27772-88, предъявляет более жесткие нормативы к количеству вредных включений в исходном материале.
- Сплав из алюминия, соответствующий стандарту ГОСТ 4784-97, применяется в изготовлении легких профилей с привлекательным внешним видом и хорошей устойчивостью к коррозии.
- Для строительства мостов используется высокопрочная сталь, соответствующая стандарту ГОСТ 4784-97. Ее применяют в создании важных конструкций из-за способности противостоять многократным нагрузкам.
Стандарт ГОСТ 26020-83 устанавливает нормы для классификации горячекатаных двутавровых балок из стали.
В данном стандарте устанавливаются требования к горячекатаным стальным Н-образным профилям с параллельными гранями. ГОСТ строго регламентирует размеры двутавровых балок: высота полок варьируется от 100 до 1000 мм, а ширина — от 55 до 400 мм.
Размеры швеллеров по ГОСТу 8240-97 отличаются от размеров двутавра. Толщина двутавров варьируется в широком диапазоне от 100 до 600 мм. Существуют нормальные, широкополочные, колонные и дополнительные типы двутавров, которые обозначаются соответственно буквами «Б», «Ш», «К» и «Д».
Из-за высокой прочности стальной горячекатаный двутавр используется для возведения многоэтажных сооружений, способных выдержать значительные нагрузки.
Для строительства предлагаются широкие двутавровые балки разной высоты (от 193 до 718 мм), не требующие дополнительной фиксации. Их применяют для создания опоры под бетонированные плиты или стальные листы.
Благодаря высокой прочности этот вид элементов применяют при строительстве высотных сооружений. Из широких двутавровых балок 50Ш1 формируют профили для каркасных конструкций.
Важно!Широкие полки двутавровых балок широкополочного типа обеспечивают высокую жесткость, делая возможным применение как независимых опорных конструкций.
Доступные размеры балок следующие: мерная, немерная, мерная с отрезком, кратная мерной, кратная мерной с отрезком от 6 до 24 метров. Эта величина представляет собой наибольшую длину вырезанного профиля с торцами, перпендикулярными продольной оси.
Крупные двутавровые балки используются в качестве несущих конструкций.
Для изделий с линейной плотностью до 20 кг/м минимальная длина отрезков составляет 3 метра, а для более плотных изделий – не менее 4 метров. Стандарт разрешает изготовление двутавров с ограниченной длиной, которая может быть неопределенной, как в случае балок 30Ш1.
Спецификации стали, выпускаемой в виде горячекатанных двутавров, согласно ГОСТу 8239-89.
Стандарт ГОСТ 8239-89 устанавливает требования к сортировке стальных горячекатаных двутавровых балок с наклоном внутренних граней полок от 6 до 12 градусов. Изготовление двутавра может быть осуществлено по технологии горячего проката с повышенной или обычной точностью, выбор метода зависит от назначения изделия. Этот профиль имеет минимальную цену и применяется в машиностроении для создания конструктивных элементов зданий.
Согласно стандарту ГОСТ 8239-89, высота двутавровых балок варьируется от 100 до 600 миллиметров. Длина профилей может составлять от 4 до 12 метров. Профили с максимальной длиной обладают меньшей прочностью.
Применение стали горячего проката в виде двутавров способствует предотвращению смещений, усушки и появления трещин во время работы сооружений.
Данные конструкции обладают высокой прочностью, надежностью и превосходной стойкостью к механическим воздействиям.
Благодаря этому они способны сохранять свои геометрические параметры на протяжении длительного срока эксплуатации без деформаций. В каталоге представлен полный набор параметров профиля: высота, ширина полки, толщина полки и стенок, момент сопротивления, момент инерции двутавра и радиус инерции.
Полезный совет!Цена двутавровой балки определяется её размером, который может быть рассчитан индивидуально.
Форма двутавра, определяемая расположением его граней, может быть скошенной (обозначается как «У») или параллельной («П»). Такие конструкции востребованы при строительстве жилых и промышленных зданий, павильонов, мостов, хранилищ и колонн. Двутавры с наклоном 10% предназначены для установки подвесных путей. Двутавра с наклоном граней в 12% применяются для армирования и укрепления шахтных стволов.
Определение максимальной нагрузки, которую может выдержать двутавровая балка.
Чтобы сократить расходы, упростить конструкцию и уменьшить затраты на труд и материалы без потери прочности сооружения, рассчитывается профиль двутаврового изделия. Выбор профиля основывается на несущей способности, длине пролета, расчетной и нормативной нагрузке, количестве двутавров и расчетном сопротивлении.
Двутавры предназначены для отбора по месту назначения при составлении проекта строительства.
Пролёт измеряют по расстоянию между внутренними гранями коротких стоек. Нагрузки берутся из таблицы типоразмеров конструкции: нормативная прямо из неё, а расчетная определяется как произведение норматива на шаг балки. Сопротивление при расчётах, зависящее от марки стали, считается постоянным и равным 210 МПа.
Способ расчета нагрузки на двутавровые балки представлен далее.
- Расчет общей нагрузки на перекрытие включает вес самого профиля, величина которого определяется на один погонный метр.
- Результат, полученный путем перефразировки, увеличивается за счет коэффициента прочности и эластичности стали.
- Величину момента сопротивления устанавливают, ссылаясь на справочные данные из ГОСТа.
- Для достижения требуемой прочности выбирают профиль из таблицы сортов двутавров, соответствующий определенному уровню сопротивления.
Стоимость российских стальных двутавровых балок
На сегодняшний день в сфере строительства функционируют многие раскрученные фирмы, производящие металлические конструкции. Стоимость двутавровых балок из металла обуславливается их техническими характеристиками, размерами и ценовой политикой производителя.
Цена на двутавровую балку рассчитывается исходя из её габаритов и указывается за каждый метр её длины.
В России главным поставщиком двутавровых балок выступает Нижнетагильский Металлургический комбинат, производящий сертифицированный товар высокого качества, отвечающий всем установленным нормам.
Каталоги производителя демонстрируют все виды двутавровых балок с параллельными или скошенными гранями полок. В строительстве особенно востребована балка 40Ш1, стоимость которой составляет 55 тысяч рублей за тонну.
Западно-Сибирский металлургический комбинат выпускает двутавры с параллельными гранями полок, отвечающие стандарту ГОСТ 26020-83. Это предложение отличается хорошим соотношением цены и качества. Стоимость балки 40Б1 составляет 30 тысяч рублей за тонну.
Компания «Ариэль Металл» выполняет роль ведущего поставщика металлопроката. Её ассортимент включает различные стальные изделия, такие как 09Г2С, 35ГС и 17Г1С, а также алюминиевые двутавры. ГОСТ 13621-90 устанавливает стандарты для алюминиевых балок различного типоразмера. Цена за тонну продукции колеблется в диапазоне около 50 тысяч рублей.
В России основными производителями Н-образных балок считаются «Ариэль Металл», Нижнетагильский и Западно-Сибирский металлургические заводы.
Описание конструктивных свойств балок из дерева типа двутавра.
Двутавровая деревянная балка – новинка в строительстве. Ее можно применять для создания каркасов, монтажа междуэтажных перекрытий, возведения стропил, а также при ремонте мансардных крыш и балконов.
Двутавр — это конструкция из двух тщательно обработанных брусьев хвойного дерева и плиты ОСБ, находящейся между ними. Благодаря такой форме двутавр отлично выдерживает большие нагрузки, не деформируясь и не требуя дополнительных опор.
Балка сохраняет свою целостность и форму независимо от времени и внешних воздействий. Ей не требуются специальные обработки для продления срока службы. Деревянный двутавр славится своей долговечностью, прочностью и способностью выдерживать значительные нагрузки.
Полезный совет!Укладка пола из деревянных двутавровых балок исключает необходимость в стяжке.
Деревянные двутавровые балки обладают высокой несущей способностью, легко монтируются, являются экономически выгодным вариантом и имеют низкий коэффициент теплопроводности.
Этот материал обладает идеально ровной и гладкой поверхностью, прекрасно подходящей для отделки полов и потолков. Установка изделий не требует специализированных инструментов и выполняется легко, с минимальными затратами времени и ресурсов.
Стоимость свежих брусчатых конструкций из дерева
Классификация двутавровых деревянных балок, предназначенных для возведения перекрытий, стропил и каркасных конструкций, осуществляется по сериям.
- БДК – клееная балка;
- БДКУ – усиленная клееная;
- БДКШ – широкая клееная;
- СДКУ – усиленная стеновая;
- СДКШ – широкая стеновая.
Балка из клееной древесины собирается из отдельных частей, склеенных синтетическими смолами под сильным давлением. Применяется в конструкциях с небольшим размахом. Стоимость такого бруса за метр — 300 рублей при высоте 241 мм. Усиленная балка обладает расширенной полкой шириной 64 мм, что позволяет надежно крепить гвозди. Её можно использовать в конструкциях с большим размахом. Цена за метр составляет 320 рублей.
Клееная доска большого размера имеет полку шириной 89 миллиметров. Изделия такого типа используют в конструкциях, рассчитанных на очень большую нагрузку. Стоимость метра такой балки составляет 400 рублей.
Использование двутавровых балок для перекрытий позволяет экономить дерево из-за их компактной высоты.
Для возведения каркасной постройки предназначена усиленная стеновая конструкция, средняя цена которой — 300 рублей. Для крепления стеновых панелей используется широкая стеновая балка, цена погонного метра которой равна 390 рублям.
Маркировка с буквой «Л» свидетельствует о применении высокопрочного бруса в изготовлении двутавра, что увеличивает его прочность. Длина изделия обычно составляет 6 метров. Высота может варьироваться: 457 мм, 406 мм, 356 мм, 302 мм или 241 мм.
Благодаря своим обширным возможностям, двутавры стали незаменимыми в самых разных отраслях стройиндустрии. Для продления срока службы построек важно точно рассчитать нагрузку и подобрать соответствующий тип проката Н-образного сечения по стандартам.