Вес двутавра (балки) 1 метра

Применение двутаврового металлопроката ↑

Интенсивное развитие строительной промышленности вызвало необходимость совершенствования и рационализации способов изготовления металлических двутавровых балок, благодаря чему сфера их применения заметно расширилась. Сегодня двутавр используется как в малоэтажном частном строительстве, так и в крупных проектах коммерческой и промышленной направленности, а также в тяжелом машиностроении.

Двутавр в виде кровельной фермы ангара

В ходе теоретических и экспериментальных исследований было доказано, что двутавровые балки оптимально воспринимают нагрузки на изгиб, следовательно, их целесообразно использовать в виде несущих элементов:

• металлических балок перекрытия зданий;
• колонных металлоконструкций;
• мостовых сооружений;
• подвесных путей;
• рамных конструкций вагонов, автомобилей, экскаваторов и пр.;
• арматурного каркаса стен шахт.

Широкополочный двутавр допустимо использовать для балок, колонн и стержней средненагруженных ферм, тогда как колонный ставится только при больших пролетах и существенных нагрузках (на фото – двутавровая балка колонного типа).

Колонный двутавр

Чтобы минимизировать отходы, облегчить конструкцию, тем самым снизив трудовые и материальные расходы без ущерба для прочности здания, необходим профессиональный расчет двутавровых балок. Такую услугу предоставляют архитектурные и конструкторские бюро или строительные фирмы.

В несложных случаях калькуляцию можно провести самостоятельно, однако рекомендуется проверить ее результаты у специалиста.

Исходными данными для решения задачи по выбору профиля согласно несущей способности служат несколько показателей:

• расстояние между внутренними гранями более коротких стен (длина пролета);
• нормативная и расчетная нагрузка (нормативные данные берутся из таблиц соответствующего ГОСТа, а расчетные определяются путем их умножения на шаг балки (от 0,8 до 1,2 м));
• количество двутавров, соединенных в одной балке (в том случае, если она составная), и их ориентация относительно нагрузки;
• расчетное сопротивление (параметр, зависящий от марки стали, обычно берется усредненное значение Ry=210 Мпа).

Вычислив требуемый момент осевого сопротивления, можно точно определить номер двутавра (это также делается по таблицам).

Вне зависимости от того, ведется ли строительство нового здания либо реконструируется старое, монтаж перекрытия должен вестись по чертежу поверхности, дающему подробное представление о будущей конструкции. Запрещено увеличивать шаг между двутаврами на расстояние более расчетного, так как экономия на этом этапе чревата негативными последствиями.

Преимущества перекрытий из двутавра

Опорами для двутавра служат металлические, железобетонные либо кирпичные колонны и несущие стены. При установке обязательно надо использовать строительный уровень – это поможет избежать проблем при монтаже опалубки

Также важно обеспечить достаточную площадь опор – для этого балки должны заходить на стену более чем на 20 см

На опорных поверхностях требуется закрепить фанерный лист расчетной толщины для опалубки под заливку монолитной бетонной плиты. Необходимо, чтобы ее толщина составляла не менее 1/35 шагового расстояния. После установки поддерживающей системы (ее обычно изготавливают из металлических распорок или деревянных балок по 1–2 шт. на кв

м.) важно проверить прочность балочного перекрытия собственным весом, стараясь выявить малейшие колебания поверхности

Согласно ему стыковку допускается производить одним из трех способов:

• сваркой встык фрезерованных торцов;
• на накладках со сварными или сварными соединениями;
• с помощью фланцев, воспринимающих растягивающее усилие болтами, тогда как сжимающее – через прижатие фланцевых поверхностей.

Варианты выполнения монтажных стыков

Узел крепления двутавра с колонной с помощью накладок и болтового соединения

Следует помнить, что металлические балки подвержены коррозии, поэтому их требуется защищать лакокрасочными покрытиями.

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:

• Раскройка стальных листов на станках с ЧПУ (реже для этого используется оборудование для термической резки).
• Сварка заготовок на автоматизированных линиях с использованием гидравлических прижимов.
• Правка изделия для придания прописанной геометрии.

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.

https://youtube.com/watch?v=aVeBhtp2E7k

Двутавровые швеллеры обладают универсальными характеристиками:

• Оптимальная для расхода материала форма.
• Высокие показатели по прочности.
• Параметры прописаны в стандартах и ТУ.

Недостатками горячекатаных металлоконструкций такого рода являются:

• Низкая устойчивость к скручиванию (этот показатель по сравнению с балкой круглого сечения ниже в 400 раз).
• Сложность изготовления больших размеров и их дефицит на рынке.
• Большая металлоемкость производства.

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:

• Колонн.
• Элементов перекрытия.
• Подвесных путей.
• Конструкции рам вагонов, автомобилей и специальной техники.
• Каркаса шахт и тоннелей.

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:

• Нормативной нагрузке (используется соответствующий ГОСТ).
• Количества элементов, использующихся в одной балке.
• Усредненное значение сопротивления (согласно марке стали).

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.

При необходимости стыковки элементов используется требование СП 16.13330.2011. В нем прописывается три способа такой процедуры:

• Сваркой встык заранее профрезерованных торцов.
• Накладок на болтовых или сварки.
• Фланцев и болтов.

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.

Особенности установки

Перед применением деревянные элементы обязательно обрабатывают антисептическими составами, предотвращающими гниение, повреждение микроорганизмами и грызунами, а также повышающими огнестойкость брусьев.

Элементы перекрытий устанавливают в специально устроенные гнезда при ведении каменной кладки либо посредством врубки в верхний венец конструкции стен из различных деревянных материалов. Установку производят от крайних к центральным брусьям. Опорный конец должен быть не короче 15 см.

• При укладке бруса на наружные стены свободные концы спиливают под 60 0 , обрабатывают антисептиками и защищают рубероидом или толем.
• При заделке балки в каменную кладку, конец бруса необходимо просушить и обработать битумом, чтобы предотвратить его гниение.
• Заполнять пространственную следует утеплителем. Можно организовать деревянную коробку.
• В толстых стенах обязательно нужно оставлять вентиляционный канал, по которому будет удаляться влага из свободного конца.
• При тонких стенах (до двух кирпичей) пространство в нишах допустимо заполнять цементным раствором.
• На внутренние стены балки укладывают на рубероидную прослойку.

Брус может быть заменен на бревно, диаметр которого соответствует высоте прямоугольного сечения элемента. Это экономично с точки зрения покупки материала, но стоит помнить, что фиксация должна производиться особым образом при помощи анкеров с заделкой в стены.

Разновидности

Балка двутавровая бывает разного назначения. В зависимости от области применения, она имеет определенные характеристики. Например, этот металлопрокат выпускается с параллельными или наклонными полками. В первом случае речь идет об обычном металлопрокате, а во втором — о специальном. Изделия с параллельными полками имеют маркировку «У», «Ш», «Д» или «К». Она обозначает:

1. «У» — изделие с узкими полками.
2. «Ш» — металлопрокат с широкими полками, выдерживающими большие нагрузки.
3. «Д» — двутавр со средними полками.
4. «К» — продукция, предназначенная для сооружения колонн. Эти балки имеют большой вес и характеризуются самой высокой степенью прочности.

Двутавр с наклонными полками тоже бывает разного назначения, в зависимости от угла наклона и площади сечения. Он маркируется буквами «М» или «С». Продукция с маркировкой «М» предназначена для сооружения подвесных путей. Угол наклона ее внутренних граней не должен превышать 12 %. Балки с маркировкой «С» используют для укрепления стволов шахт. У этих двутавров угол наклона внутренних граней может достигать 16%. Коэффициенты 12% и 16% — это максимальные показатели для угла данной продукции. Их нельзя превышать в процессе изготовления металлопроката.

Кроме ширины полок и угла их наклона, балка двутавровая классифицируется по степени точности. Этот показатель говорит о допустимых отклонениях от размеров во время прокатки (таблица размеров и отклонений размещена в ГОСТ 8239-89). Степень точности отмечается на продукции буквой «В» или «Б». Если на балке указана маркировка «В», значит это изделие с обычной точностью изготовления. Буква «Б» говорит о повышенной точности. Такая продукция подходит для сложных задач, требующих отсутствия даже мельчайших погрешностей

При ее изготовлении очень важно соблюдать допустимые показатели прогиба стенки, притупления наружных кромок и кривизны самого изделия

В государственном стандарте указаны следующие критерии точности:

1. Допустимый прогиб стенки — не больше 0,15.
2. Притупление наружных кромок — не более 2,2 мм (для категории «Б», для обычных балок этот показатель не имеет значения).
3. Кривизна изделия — не больше 0,2% от его длины.

Точность соблюдения других характеристик (высоты двутавра, а также ширины, толщины и перекоса полки) зависит от категории изделия («В» или «Б») и его размеров. Все эти коэффициенты приведены в таблице в ГОСТ для металлопроката с обычной и повышенной точностью изготовления.

Размеры и характеристики ↑

Все возможные размеры и описание основных характеристик собраны в таблицах ГОСТа. Сортамент двутавровых балок – это не что иное, как совокупность всех этих данных, сгруппированная в списки по видам изделия, что значительно облегчает подбор.

 Группы двутавров по конструкции полок

Конструктивно двутавровая полка может иметь параллельные или наклонные грани. В первую группу по условию применения включены:

нормальная (маркируется буквой «Б»). Сортамент ее включает профили,имеющие номера 10 – 60. Толщина стенок у них минимальная и может равняться величине, достигающей до 1/55 высоты самого элемента. Чем тоньше окажется стенка, тем их сечение будет лучше работать на изгиб.

широкополочная («Ш»). Они, в свою очередь, подразделяются на разрезной вариант и неразрезной. Первые, с облегченным весом и одинаковой высоты и ширины устанавливают в один пролет. Неразрезные, соответственно, укладывают одновременно на несколько. Соотношение высоты к ширине полки в этом случае: 1 к 2,5 – 1 к 1,16. Полки с увеличенной шириной обеспечивают особую устойчивость, поэтому такие изделия можно устанавливать без вспомогательных элементов как самостоятельные. Это приводит к уменьшению объема выполняемых работ, а, значит, и к сокращению расходов.

Наиболее характерное преимущество разрезных вариантов перед неразрезными в простоте монтажа и меньшей чувствительности к осадкам опор. Однако себестоимость их производство выше из-за большего расхода металла – примерно на 10–12%, что, несомненно, можно отнести к недостаткам. Консольные конструкции могут быть обоих типов, разрезными и многопролетными.

двутавровая балка колонная («К») – с большой толщиной полок. Это дает возможность применять их в качестве несущего элемента строения. Изготавливают подобные изделия по технологии проката. Основная область применения – значительные пролеты и высокие крановые нагрузки. На фоне других конструкций этого типа они самые тяжелые и устойчивые к износу.

Во вторую группу входят, соответственно:

• обычные ГОСТ 8239-89, заменившие в 1989 году ГОСТ 8239 72:
• специальные, скажем, балка монорельсовая двутавровая.

5 Двутавровые балки ГОСТ 26020

Данный стандарт содержит сортамент горячекатаных двутавровых балок высотой в диапазоне значений 100–1000 мм с полками, грани которых параллельные, шириной в пределах 55–400 мм. Все профили ГОСТ 26020 по условиям применения, а также соотношению размеров делят на такие типы, как:

• нормальные двутавровые изделия – Б;
• широкополочные двутавровые изделия – Ш;
• колонные – К.

балки для проведения строительства

Этот буквенный индекс указывается в обозначении двутавров, то есть стоит сразу за номером его профиля. Балки делают в соответствии с размещенным на предприятии-изготовителе заказом длиной в пределах 6–24 м. Если договором предусмотрено, то могут поставляться с отрезками, количество которых не должно превосходить 5, 8, 12 или 20 % (зависит от линейной плотности отгружаемого профиля) от общей массы поставляемой партии двутавров. Отрезками в ГОСТ 26020 считаются балки длиной не меньше:

• 3 м – для типоразмеров с линейной плотностью, не превышающей 20 кг/м;
• 4 м – типоразмеры с линейной плотностью, превышающей 20 кг/м.

Стандартом допускается производство двутаврового проката ограниченной длины в границах немерной. Сортамент (перечень номеров профилей) изготовляемых по этому стандарту двутавровых балок и их остальные размеры можно найти в Табл. 3, которая в конце статьи. Толщина полок t для двутавров стандарта 26020 указывается и замеряется в том месте на фланце, которое расположено ровно на 1/4 ширины полки от ее кромки и вычисляется по следующей формуле: b/4.

ГОСТ 26020 регламентирует следующие предельно допустимые отклонения на размеры двутавров. Для высоты профиля h (все значения в мм):

Для ширины полки в зависимости от величины номинальной высоты профиля h, мм:

• ±2 – для балок высотой меньше 120 включительно;
• ±3 – для балок высотой больше 120.

Для толщины стенки, мм:

Для толщины полки, мм:

По длине предельно допустимые отклонения стандартом 26020 нормируются только для двутавровой продукции мерной и кратной ей длины, и они следующие, мм:

Сварные изделия

В некоторых случаях уместней использовать именно сварной двутавр. Такие изделия очень распространены в строительном деле. Их часто используют для создания жилых домов, объектов инфраструктуры, а также промышленных и общественных построек.

Его основное отличие в методе изготовления. Он делается из трех пластин, которые соединяются друг с другом методом сварки. Технология создания такого двутавра следующая:

Стальные листы разрезаются на полоски нужного размера.

Благодаря специальному станку, выполняется разделка кромки, которая улучшит провар изделий друг с другом.

За счет использования спецтехники, заготовки укладываются на конвейер, где они правильно размещаются и фиксируются на месте.

Следующий этап – сварка деталей флюсом. Работа выполняется на специальном станке, который оборудован комплектом сварочных головок

Они перемещаются по порталу.

​Важно! Особенность создания двутавром методом сварки в том, что все происходит на автоматических линиях, а за качество изделий и их размеры отвечает лазерная система. Если она обнаруживает дефектные изделия, то они устраняются, после чего выполняется вторая проверка.

Дальше выполняется правка, торцовка и сверловка изделий на станках, управляемых специальной программой.

Изделия очищаются от ржавчины, остатков масла и грязи.

В зависимости от требований, на них можно наносить краску.

Ниже перечислены преимущества, которыми обладает сварной двутавр:

• с учетом сферы использования, продукция может быть выполнена с переменной толщиной профиля, а для создания стенки и полок берется два вида стали. Одна из них дешевле, другая дороже и имеет перфорацию, благодаря которой уменьшается удельный вес. Такой подход позволяет сделать продукцию дешевле, при этом не теряя в ее прочности в участках с нагрузкой;
• двутавры с отверстиями имеют меньший вес, поэтому нагрузка на фундамент будет меньшая. Как результат, меньше средств на его создание;
• размеры сварных изделий могут быть самыми разными, в зависимости от требований заказчика;
• благодаря сварным изделиям появляется возможность создавать необычные архитектурные формы.

Сортамент продукции сварного типа практически ничем не отличается от горячекатаного. Здесь все те же марки: «Б» (обычный), «Ш» (широкополочный), «К» (колонный), и с параллельными гранями полок, которые изготавливаются по СТО АСЧМ 20/93 и ГОСТ 26020/83. К тому же фирмы принимают индивидуальные заказы, согласно чертежам от заказчика. А еще сортамент включает в себя двутавры с разными размерами полок.