Изготовление двутавровой балки из металла

Обновлено: 13.05.2024

Если вы слышали об инновационном методе легкого, и, в то же время, прочного и надежного строительства из балок необычного вида и заинтересовались им, значит, эта статья как раз для вас! Давно используемые за рубежом деревянные двутавровые балки перекрытия пока еще в новинку на отечественном рынке, хотя у них куда больше преимуществ, чем у любого другого материала.

А, самое приятное во всем этом то, что их совершенно реально изготовить прямо в домашних условиях при помощи стандартных подручных инструментов. Строите дом своими силами? Тогда познакомьтесь еще с одной технологией, которая облегчит вам жизнь!

Содержание

Для начала предлагаем вам посмотреть интересное видео про основные характеристики двутавровых балок:

Что такое двутавр, и в чем суть новой технологии строительства?

Двутавровые балки особенно популярны за рубежом: в Канаде и европейских странах, а в России они только набирают свою популярность. Причем в некоторых регионах их даже не найти в продаже! Почему? Если мировой опыт показывает, что такой строительный материал действительно качественный и надежный, как так получилось, что двутавровые балки не заняли лидирующие позиции на отечественном рынке?

Дело в том, что истинная русская душа мастера привыкла работать с крепкими и надежными материалами: массивными, которые тяжело поднять и которые внушают уважение одним своим только видом.

И перекрытие издавна привыкли строить из прочных больших и тяжелых деревянных балок или даже цельных бревен, но уж точно не из «хитрых» инновационных конструкций с тонкой перегородкой. А то, что здесь надежность обеспечивают все те же законы физики, без которых не обойтись ни в строительстве, ни в архитектуре – это уже другой вопрос.

И до сих пор большинство российских застройщиков готовы сделать балки перекрытия даже из металла, чем из двух планок и OSB. Хотя на самом деле такие балки обладают целым рядом преимуществ!

Чем хорош канадский метод строительства перекрытия?

Давайте рассмотрим все преимущества двутавровых балок как материала для строительства перекрытия:

Преимущество №1. Удивительная прочность

Благодаря такой гениально продуманной конструкции довольно хрупкие на вид балки оказываются во много раз прочнее и надежнее обычных. Верхняя часть балки работает на изгиб, а нижняя – на растяжение. Т.е. здесь уже речь идет не об одном монолитном элементе, которому приходится принимать на себя оба вида нагрузки одновременно:

Преимущество №2. Точная геометрия

Второй очень важный момент: идеальная геометрия самих балок. Даже со временем они не прогибаются, не выкручиваются, не рассыхаются и не изменяют свои своих параметров. Как утверждают производители, даже через 100 лет такие балки будут вести себя все также, как через год после постройки.

Что это дает? Для начала – безупречно ровное перекрытие, на которое легко монтировать любое половое покрытие, особенно паркет и ламинат. Дело в том, что когда вы имеете дело с брусьями и обычными деревянными балками, то должны знать, что согласно стандартам нормам их прогиб может достигать 3 см! И, поверьте даже это уже ощутимо: пол будет просто «ходить» под вашими ногами. И подобное точно хорошо не скажется ни на одном половом покрытии (кроме дешевого линолеума, пожалуй).

И это нормально: натуральная древесина – материал живой, и для нее свойственно сжиматься, усыхать или, наоборот, набирать в себя влагу. А вот двутавровые балки уже изготавливается из клееной древесины, с применением особо прочного соединяющего состава, и своих размеров они не изменяют.

Преимущество №3. Комфортный вес

Следующий важный аспект: двутавровые балки достаточно легкие, чтобы поднять одну из них самостоятельно, а потому с подобной работой без проблем справляются два обычных рабочих. Что это дает?

Во-первых, вам не понадобится тяжелая техника, которая должна будет поднимать обычные деревянные балки или металлические.

Во-вторых, работы на высоте станут более безопасными, ведь никому на голову не свалится слишком тяжелая балка.

В-третьих, применение двутавровых балок позволят немало сэкономить на фундаменте, ведь нагрузка на него уже будет на порядок меньше. И, если брать во внимание, что до 50% бюджета строительства обычно идет на надежный, крепкий фундамент, который выдержит не только стены, но и не менее тяжелые балки, тогда экономия получается существенной.

Преимущество №4. Изготовление в домашних условиях

Двутавровые балки вы можете изготовить самостоятельно, если будете знать, какими должны быть их параметры и узлы соединения. И в итоге у вас будет не только уверенность в качестве перекрытия, но и немало сэкономленный бюджет.

Преимущество №5. Практичность в утеплении

И, наконец, последний приятный момент: двутавровые балки особенно удобны для утепления междуэтажного перекрытия и последующей отделки потолка:

Единственный неприятный момент заключается в том, что в России качественные двутавровые балки поставляют единицы компаний, и если уж их приобретать, то важно уметь правильно рассмотреть все технологические недочеты. Речь ведь идет о будущем перекрытии!

Каких параметров должна быть деревянная двутавровая балка перекрытия?

Вам наверняка интересно узнать, почему двутавровая балка называется именно так? Дело в том, что она состоит из двух основных элементов, которые напоминают соединенные буквы Т. А балка Т-образной формы, в свою очередь, называется тавром. Вот откуда произошло это необычное название.

Что представляет собой такая балка в разрезе? Прежде всего, это заготовка из OSB или фанеры, которые выступают в роли ребер жесткости. А для этого в балках предварительно фрезеруют паз нужной формы. Высота балки получается от 140 до 470 миллиметров, и на практике та оказывается достаточно жесткой на прогиб. Если говорить о выборе проекта балок для стандартного коттеджного строительства с самыми популярными пролетами до 6 м, наиболее выгодной будет балка высотой 302 мм.

Самыми первыми в России стали выпускаться наскоровские балки, и их обозначениями современные производители пользуются до сих пор. Их делят на серии в зависимости от толщины полок: на тонкие балки и широкополочные:

Тонкие окантовочные балки серии NJ. Это балки с толщиной полок 38 мм. Такие заготавливают для обустройства периметра внешнего контура перекрытия, там, где необходим проем под лестницу или для других нагруженных мест. Они бывают однослойным и многослойными.
Широкополочные балки серии NJH и NJU. Это балки с толщиной полок 64 мм или 89 мм, конкретно для несущих пролетов. Как вы понимаете, в таких местах нагрузка на балки наиболее сильна.

Вот как отличаются обе серии:

Отметим такой важный момент. В интернете часто можно встретить опасное заблуждение, согласно которому изготавливают деревянные двутавровые балки перекрытия: расчет производится по старой таблице наскоровских балок. Хотя на самом деле на то время еще не существовало СНиПов для двутавров, и эта таблица предполагала снеговую нагрузку около 90 кг/м, которые соответствуют как раз Ростовской области.

Но сегодня использовать такие данные неправильно, так как вы понимаете, что снеговая нагрузка может быть намного выше в более северных районах РФ. А поэтому руководствуйтесь только такой таблицей, которую составили уже современные производители:

Помните также, что не все виды двутавровых балок, которые сегодня применяются при строительстве, пригодны для устройства перекрытия. Например, двутавровые балки опалубки.

Как приобрести качественный двутавр для своего дома?

В заводских условиях двутавры изготавливают из ценной древесины хвойных пород: лиственницы или сосны. Если вы решили приобрести готовые двутавровые деревянные балки, дадим вам пару ценных советов:

Пункт 1. Обратите внимание на шов: должен быть заметен небольшой выход клея. Это нормально.
Пункт 2. По всей полке вырез должен быть конической формы, а сама OSB должна быть фрезерирована и вставлена правильно.
Пункт 3. OSB должна быть через каждые полметра пристрелена скобами прямо в полку. Это помогает сохранять давление до того, как полностью застынет клей.
Пункт 4. Вы имеете право попросить сертификат качества продукта и посмотреть, применяется ли нужный тип клея – тот, который допущен для клееных несущих конструкций.
Пункт 5. Проверьте, есть ли в сопутствующей документации протокол испытания образцов балок, их номер технических условий и выпуска.

Выглядеть качественные двутавровые балки должны так:

Здесь секрет кроется в том, такие балки предварительно хорошо высушены, тогда как обычная древесина все еще содержит определенный процент влажности. Да и сама конструкция балки позволяет легко прорезать отверстия в перекрытии для проведения канализации, вентиляции газа и воды, а в условиях строительства частного дома или коттеджа это – важный момент.

Что касается клеевого соединения заметим, что некоторые российские застройщики уже давно отказались от заказа сырья от более мелких фирм и приобретают заграничные двутавровые балки, т.к. отечественное производство двутавровых деревянных балок и его итоговое качество не всегда радует. Да и опыта мало, канадская технология пока еще слишком непривычна и не находит в нашей стране большого количества последователей. Вот поэтому порой проще изготовить двутавровую деревянную балку своими руками – здесь нет ничего сложного. А мы расскажем, что и как.

Как изготовить самостоятельно двутавровую балку?

Когда вы приступите к самостоятельному изготовлению заморской балки для строительства своего дома, то у вас уйдет около суток для первого образца, зато на второй день работа пойдет намного быстрее. Все делайте согласно такой пошаговой инструкции:

Шаг 1. Приобретите листы OSB толщиной 12 мм и нарежьте их на равные части.
Шаг 2. Далее вам понадобятся доски, в которых нужно сделать фрезу «ласточкин хвост» посередине доски, глубиной около 12-14 мм.
Шаг 3. Залейте специальный клей в отверстие и вставьте лист OSB.
Шаг 4. Чтобы быстро просушить участок, достаточно использовать обогреватель.

Главное при этом ни в коем случае не приобретать свежеспиленные или непросушенные доски, так как они могут непрогнозируемо повести себя в долгосрочной перспективе.

Высоту балки рассчитывайте по такому принципу:

Для листа с размерами 2440 мм оптимальным шагом балок будет 305, 406, 488 и 610 мм.
Для листа в 2500 мм рациональный шагом будет 312, 417 и 500 мм. А вот двутавровыебалки с шагом более 6 метров уже не применяют.

В заводских условиях двутавровые балки всегда фрезируются так, что прорезь у них получается как бы зауженой книзу, и лист OSB вклеивается в полку внатяг. Так лист и дерево прилегают наиболее плотно.

Для этого используется полиуретановый или меламиновый клей, а сам лист зажимают струбцинами и забивают еще дополнительно под углом 45 градусов по длине через каждые 20 см. На каждую такую балку уходит не более 2 часов, и уже через 6 часов ее можно устанавливать:

Соединяйте балки между собой при помощи специальных блок-вставок:

Вот небольшой видео-урок, как вставлять лист в древесину:

Как подготовить балки к монтажу?

И наконец, самый ответственный этап! Изготавливая деревянные двутавровые балки для строительства своего дома, еще задолго до их монтажа вам нужно точно просчитать пустоты в перекрытиях – для будущей прокладки инженерных коммуникаций. Конечно вы будете проводить сантехнические трубы, электрические кабеля и инженерные системы. И здесь важно определеть все изначально правильно, чтобы потом не допустить ослабление перекрытия.

Сверление отверстий для коммуникаций

А теперь также подойдем вплотную к такому важному вопросу, как правильно сверлить двутавровые деревянные балки. Дело в том, что это необходимо делать еще на земле – до монтажа. И здесь важно соблюсти все правила, иначе даже небольшие отверстия способны ослабить балку по всей длине. Где именно могут располагаться сквозные отверстия в балках перекрытия зависит от того, по какой технологии они были произведены.

Так, у двутавровых балок отверстия должны быть не более 40 мм. Располагать их разрешено практически в любом месте между таврами, но только не ближе 150 мм к торцу балки или опоры на несущий элемент. Идеально, если такие отверстия будут располагаться прямо по центру относительно полок, а не выше или ниже. А максимально допустимый диаметр отверстия 10 см.

Кроме того следите за тем чтобы расстояние между соседними отверстиями было в 2 раза больше диаметра самого большого из них.

Узлы крепления балок со стеной

Если вы подготовили балки правильно, можете смело приступать их монтажу:

Вот основные узлы крепление двутавровых деревянных балок к стене:

В готовое перекрытие из деревянных двутавров вставьте утеплитель:

Как избежать в процессе опасных ошибок?

А теперь давайте разберем главные ошибки при изготовлении таких балок.

Ошибка №1. Покупка неподготовленной древесины

Если вы беретесь самостоятельно изготовить изготавить такое основание для перекрытия, помните, что в заводских условиях балки готовят по специальной технологии, используя только калиброванный сухой материал. Это позволяет полностью исключить возникновение перекручивания балок так называемым «вертолетом», которое нередко происходит при применении обычных деревянных балок и досок.

Вам наверняка будет интересно посмотреть на сам процесс заводского изготовления таких балок:

Ошибка №2. Использование неподходящего клеевого состава

Нельзя для склейки элементов двутавровой балки использовать эпоксидную смолу. У нее достаточно слабая адгезия конкретно в древесине, и придется выжидать немало времени, пока она затвердеет. А вот полиуретановый клей как раз подходит хорошо. Главное преимущество его в том, что он не горит и при этом сам термоактивен. Говоря простым языком, чем выше температура, тем крепче становится само изделие.

И уж точно нельзя использовать в качестве клея ПВА, ведь он совершенно не предусмотрен для применения в таких конструкциях.

Ошибка №3. Неправильное сопряжение балок

Речь идет о перерасходе балок. Дело в том, что в отличие от обычных деревянных балок, двутавры не крепятся внахлест. Для их крепления необходимо приложить балки встык и закрепить при помощи перфорированных пластин. Но не перфорированной лентой, применение которой потом приведет к опрокидыванию балки! Причем место установки перфорированных пластин определяется точными инженерными расчетами.

Ошибка №4. Применение не тех крепежных элементов

Еще одна популярная ошибка – это крепление двутавровых балок к стене и заделка их места монтажной пеной. А на самом деле использовать можно исключительно специальные закладные элементы.

Нельзя также применять слабые кронштейны, ведь после этого уже нельзя будет гарантировать несущую способность такого перекрытия и существует риск обрушения всей конструкции.

Не крепят двутавровые балки также обычными саморезами. Ведь сам по себе саморез – это не конструкционный элемент, и он не рассчитан выдерживать повышенную нагрузку, и используется только для крепления легких и не несущих конструкций.

Обратите внимание и на размер кронштейна, достаточность его высоты. Соотношение высоты кронштейна и балки должно стремиться к единице, то есть быть почти одинаковым. Чем меньше кронштейн – тем хуже.

Ошибка №5. Задействование посторонних элементов

Неправильно также использовать дополнительные элементы, которые не были предусмотрены конструкцией. На самом деле стандартное крепление двутавра достаточно жесткое, и еще как-то закреплять его нет необходимости.

Мы подготовили для вас иллюстрацию, которая поможет разобраться с самыми типичными ошибками монтажа таких балок:

Сварная двутавровая балка: самостоятельный расчет, изготовление и монтаж

Применяется металлическая сварная двутавровая балка для возведения конструкций и перекрытий уже давно. Но до этого времени в России ее применение было жестко ограничено сферой промышленного строительства, т.е. когда возводятся действительно грандиозные конструкции, которым все должно быть нипочем.

И только в последние годы стали появляться такие виды двутавровых балок, которые действительно можно применять при строительстве новые дома обычного жилого дома. Вы задумываетесь именно о таком перекрытии? Тогда мы поможем вам изучить все особенности его изготовления!

О новой технологии частного домостроения

Сегодня производство сварных двутавровых балок запущено по всей стране, и востребовано даже в частном домостроении. А всему этому виной новые дизайнерские и архитектурные решения! Их современные объемные планировочные проекты требуют особого качества несущего каркаса и надежного перекрытия, которое будет наиболее эффективным при больших пролетах – от 7 метров.

Вы наверняка, замечали насколько загородные коттеджные дома и подобные им постройки по своему только внешнему виду отличается от исконно русской избушки. А вот теперь представьте, насколько отличается их архитектура и принципы строительства! Вот почему стальные двутавровые балки сегодня стали активно применяться для перекрытия пролетов от 4 до 18 м, а для их производства используется как углеродистая, так и низколегированная сталь, которая гарантирует нужные качества и прочность.

Для изготовления таких балок даже существует свой ГОСТ и необходимые сертификаты. Касательные напряжения у них принимаются сплошными стенками, а сжимающие и растягивающие напряжения равномерно распределяются по длине. Чтобы вам было более понятно, роль у такой вертикальной стенки по сути та же, что у зигзагообразной решетки в металлической ферме. Хотя на первый взгляд такие балки не выглядят слишком прочными или монолитными:

Что собой представляет сварной двутавр?

По своему типу сечения двутавровые металлические балки сегодня принято делить на прокатные или составные, которые называются еще сварными. Сварная двутавровая балка – это особый вид фасонного металлического проката в форме наклонного или горизонтального бруса. Изготавливают ее сегодня из углеродистой и низколегированной стали, обязательно высокого качества.

Давайте перечислим основные преимущества двутавровых сварных балок:

Перекрывают большие пролеты со значительным нагрузками.
Идеально перераспределяют горизонтальные и вертикальные нагрузки.
Прекрасно работают на изгиб благодаря жесткости профиля балки.
Не горят и не теряют свою несущую способность при нагревании даже достаточно высокими температурами.
Устойчивы к биологическим воздействиям.
Отлично подходят для строительства конструкции быстровозводимых зданий.
Позволяют значительнее снизить массу всей конструкции, по сравнению с горячей корнями.
Изготавливаются также с полностью ассиметричным сечением.

Вот почему такие сварные балки используются сегодня и в строительстве жилых домов, и для промышленных комплексов, и даже для мостов и тоннелей. Казалось бы, что такая балка будет слишком тяжелой для частного домостроительства, но на самом деле применение стальных двутавров позволяет в итоге сократить общий вес несущих конструкций. Но помните, что в отношении к перекрытию из сварных стальных двутавров существуют свои строгие требования:

Преимущества сварного метода производства балок

Сегодня металлические двутавровые балки для строительной сферы изготавливают двумя основными способами: горячекатным и сваркой. Сварная двутавровая балка обладает большими преимуществами по сравнению с прокатной. У нее и прочностные характеристики лучше, а масса при этом ниже на целых 30%. И все благодаря тому, что расчет сварной двутавровой балки предполагает грамотное сочетание разных марок стали. Вот почему сварная балка в промышленном изготовлении получается дешевле, чем горячекатаная.

Также по себе сварка как метод хороша тем, что при помощи нее балки из металла можно делать самых разных размеров, даже высотой до 4 метров и более, а ведь это все невозможно провернуть с горячекатными балками. Кроме того, только таким методом реально изготовить балку с разной шириной по всей длине.

Зачем создавать балки с переменным сечением, спросите вы? Дело в том, что такие балка куда более экономна, чем полки с постоянным профилем. Ведь даже человек, который далек от строительства понимает, что в разных местах балки после ее монтажа должно будет воздействовать разное напряжение: где-то она почти не нагружена, а где-то работает на износ. Вот в таких «важных» местах ее делают потолще, а где можно – рационально экономят на материале.

Кроме того, если мы говорим конкретно о сварной балке, то для ее изготовления задействуют самые разные сорта стали. Этот прием позволяет уменьшить металлоемкость. Почти вся балка состоит из обычной стали, а самая ее напряженная часть – из стали повышенной прочности, а наименее напряженная – из низкоуглеродистой стали. Благодаря всему этому стоимость балки при этом снижается на 5%, что достаточно ощутимо.

Расчет и изготовление сварного двутавра

Качественная саварка двутавровых балок для перекрытия потребует от вас большого внимания и ответственности. Вам нужно будет рассчитать все предстоящие нагрузку на конструкцию в общем и на места соединения сами балок.

На одно только проектирование и планирование двутавровых металлических сварных балок уходит очень много времени. А поэтому мы рекомендуем вам ориентироваться на габариты и предназначения готовой продукции от производителей.

Современный рынок предлагает достаточно большое многообразие размеров готовых двутавровых балок со своими обозначениями и видами. Габариты балки определяют по номеру, который указывает расстояние между внешними гранями, параллельными друг другу.

Например, маркировкой К обозначает колонны и балки, которые должны выдерживать огромные нагрузки. Учитывайте, что существует также определенный вид балок, который применяется не для перекрытий, а для создания только тяжелого оборудования и машин. У таких балок свои нормативы изготовления и свойства.

Для меньших нагрузок подходят широкополочные конструкции. И прочность таких балок будет напрямую зависеть от длины, формулы поперечного профиля, задействования сырьевой базы и способов изготовления, т.е. технологии металлопроката. Вот стандартная сварная балка для частного домостроения:

Вот параметры стальных сварных двутавров для изготовления таких балок:

Как самостоятельно сварить балку?

Если у вас есть уже какое-либо опыт работы с подобным материалом, и вы хотите изготовить сварные балки для строительства своего дома самостоятельно, в качестве основы вам понадобится легированный стальной лист. Горячекатный метод изготовления в домашних условиях довольно сложен, поэтому вам действительно больше подойдет сварной. Это ответственная задача, поэтому если у вас есть возможность, рациональнее сразу пригласить опытного сварщика.

После того как будут готовы отдельные элементы, произведите сборку конструкции выбранным методом сварки. Сначала вам нужно будет установить вертикальную стенку и закрепить ребра жесткости и придавить все хомутами. Готовую балку обязательно нужно защитить специальным покрытием, чтобы в условиях агрессивной среды у нее не пошла коррозия.

Как избежать деформации?

Если допускать ошибки в процессе изготовления, то можно столкнуться с такими неприятными деформациями балки, которые в будущем значительно усложнят процесс монтажа:

Поясним подробнее. Ваша главное ваша задача при изготовлении сварных балок состоит в том, чтобы потом состыковать потом детали так, чтобы шов не работал на растяжение.

Еще учитываете такой немаловажный факт, что сама сварка дает некоторое напряжение в балке, и это не всегда заметно глазу. А поэтому желательно сразу же не приваривать к ней следующую деталь. Просто слегка выгоните шов назад, и балка будет ровной.

Сравнения: чтобы избежать каких-либо деформаций балки, особенно для обустройства междуэтажного перекрытия, в заводских условиях ее подвергают специальной обработке:

Если вы беретесь за изготовление такой балки самостоятельно, вам помогут во всем разобраться такие этапы:

Узлы крепления сварных двутавровых балок

Итак, теперь давайте разберемся с опорными узлами металлических двутавровых балок. Опирание их на стальную колонну (опору) может быть жестким или шарнирным, то есть подвижным.

Само соединение готовых сварных балок между собой в процессе монтажа можно осуществлять двумя способами:

Первый из которых заключается в том, что двутавры приваривают сначала к специальной пластине, а сварку осуществляют уже по контуру профиля при помощи угловых швов. Преимущество именно этого метода в том, что не приходится разделять кромки балок.
Второй способ заключается в том, чтобы использовать накладки, которые монтируются симметрично к продольной оси, обрезаются и обвариваются косыми швами. Благодаря этому получается избежать проблем с наложением сварного шва по всей стороне накладки. Этот метод сварки пододит для конструкций с незначительной нагрузкой в будущем, т.е. как раз для строительства частного жилого дома.
Также сварные балки можно соединить болтовым соединением – это разъемный метод, который нужен для того, чтобы в конструкции отсутствовало остаточное напряжение, а сама конструкция перекрытия была стойкой к ударным и вибрационным нагрузкам. А также тогда, когда нет возможности пригласить профессионалов-сварщиков.

Вот интересное видео сравнения обоих видов соединения балок:

Как вы уже поняли, в большинстве случаев металлическую сварную балку соединяют при помощи сварки, реже болтами и еще реже – на заклепки. Все это напрямую влияет на стоимость монтажа таких балок.

Что касается заклепок, работа с ними наиболее трудоемкая, хотя порой, к сожалению, не обойтись без таких элементов. Например, если балка будет постоянно подвергаться вибрации (будет использоваться такое оборудование), тогда нельзя ее слишком жестко связывать с конструкцией.

Если же вы собираетесь соединить всю металлоконструкцию болтами, тогда:

Вам понадобятся крепежные изделия с нормальной и повышенной точностью. Только в местах тех соединений, где будет нагрузка на срез, нельзя использовать болты нормальной или грубой точности.
Вам нужно будет заранее проделать просветы на балке (или заказать подобное еще на производстве) так, чтобы внешний диаметр самого отверстия был больше внешнего диаметра болта всего на 2-3 мм. Такая конструкция будет стойкой к деформации, да и сборка в общем попроще.
Соединение с болтами повышенной точностью хорошо подходит для труднодоступных мест, где невозможны заклепочные соединения. Но здесь диаметр отверстий нужно сделать больше уже на 0,3 мм, чтобы крепеж мог легко выдерживать предстоящую нагрузку.

Итак, рассмотрим теперь такой важный этап, как варка главной балки со второстепенной. Делайте все шаг за шагом:

Шаг 1. В верхней части основной балки сделать треугольный вырез точного размера.
Шаг 2. Приварить накладку к нижней части основной балки.
Шаг 3. В нижней части вспомогательной балки сделать вырезы, которые будут равны половине ширины нижней части основной балки.
Шаг 4. Теперь верхнюю часть второстепенной балки нужно сформировать в треугольную форму, такую же, как была вырезана в верхней части главной балки.
Шаг 5. Далее осуществляем монтаж: сначала главной балки, затем второстепенный, и все это – методом использования накладки.
Шаг 6. И, наконец, последний этап – это монтаж примыкания верхних частей и стенок, где к нижним частям балок тоже приваривается накладка.

Закрепить металлические двутавры между собой вы также можете методом болтового соединения. Это способ необходим тогда, когда время от времени вам придется осуществлять монтаж или демонтаж конкретного узла. Преимущество такого соединения в том, что в конструкции не будет остаточного напряжения. Что уже само по себе хорошо, ведь тогда перекрытие окажется более устойчиво к ударным нагрузкам, и, кроме того, для создания узла вам не понадобится приглашать профессионального сварщика.

Жесткий узел: для статических нагрузок

Т.е. балка может опираться сверху, прямо на центр профиля колонны или же балку крепят сбоку. Тогда в колоне возникает но только сжимающая нагрузка, но действие всех сил, поэтому ту приходится делать более крепкой и надежной, а это уже перерасход металла.

Иногда также через пролет приходится класть две балки, тогда их соединяют между собой при помощи болтов и между двумя ребрами устанавливают пластины. При этом важно помнить, что металлы подвержены тепловому расширению из-за перемены температур, а потому нужно оставить небольшое расстояние для их малозаметного движения.

Чтобы передать поперечную силу давления, ребро балки ставится так, чтобы при монтаже она была прямо над полкой колонны. При этом балку соединяют с колонной при помощи специальной накладной пластины, и желательно сразу же с обеих сторон. Но так, чтобы не создавать слишком жесткого узла.

Вот хороший пример, как сочетают сварные балки на двух пролетах, чтобы не создавать точечного напряжения на промежуточную стену перекрытия:

Чтобы создать жесткое соединение балки, вам необходимо будет болтовое соединение или сварочное:

Шарнирный узел: для динамических нагрузок

Теперь о шарнирном опирании сварной балки. Создается оно при помощи опорного ребра на опорном столике, куда будет передаваться вся нагрузка. Сам столик вам нужно будет сделать из листовой стали.

Приварите столик по трем сторонам балки и сделайте его ширину при этом больше на 2-3 см, чем ребро балки. Так опорное ребро должны полностью лечь на опорный столик.

Дополнительные функции двутавра в частном домостроении

Сама перекрытие вовсе не обязательно должно состоять только из металлических двутавровых балок. Нередко их используют только в самых напряженных местах, а между металлическими частями устанавливают деревянные двутавры.

Почему так? Дело в том, что для сварки нужна высокая квалификация рабочих. Далее, в обычной литературе и интернет-сайтах нет того многообразия узлов и готовых схем конструкции для установки такого перекрытия, здесь действительно требуется грамотный инженер, и даже мы даем только рекомендации. Кроме того, металл обходится недешево. Да и качество сварки очень важно. Она должна работать долго, даже в условиях коррозии или перемены нагрузок.

Поэтому вот такой вариант не только имеет право на жизнь, но и достаточно практичен:

И, наконец, металлическая двутавровая балка нередко служит дополнительным функциональным элементов, который в любом хозяйстве имеет ценность:

Сварная двутавровая балка: производство и применение

Мы поставляем весь спектр металлопроката с доставкой по Москве и области.
Хорошие цены, партнерские отношения, квалифицированная помощь и поддержка клиентов.
Широкий набор дополнительных услуг по черновой обработке металла.
ООО "НИКАСТРОЙ", ваш надежный партнер на рынке проката.

Подписаться на наши статьи

Сварная двутавровая балка – разновидность двутавра. Ее основное отличие кроется в технологии производства, процесс которой мы и рассмотрим в данном материале.

Что это такое?

Двутавровая балка – это разновидность металлопроката, имеющего Н-образное поперечное сечение.

Существует несколько классификаций. Например, изделия различаются по методу изготовления. Они бывают горячекатаными или сварными

На классификацию влияет не только производство двутавровой балки, но и ряд других характеристик. Например, положение внутренней поверхности граней. Они могут быть параллельными или иметь уклон. Эти разновидности, в свою очередь, также делятся на подвиды, отражающиеся в маркировке изделий.

Изделия с параллельным расположением внутренних граней полок делятся на:

нормальные (маркировка «Б»),
широкополочные (Ш),
колонные (К).

Их производство и параметры регулирует ГОСТ 26020-83.

Балки с уклоном граней:

обычные,
специальные: для подвесных путей (М) и для армирования шахтных стволов (С).

Их технические характеристики регулируются соответственно ГОСТ 8239-89 и ГОСТ 19425-74.

Ознакомившись с разновидностями, можно переходить к основной теме – изготовлению балок двутавровых методом сварки.

Производство двутавровой балки

Процесс производства можно считать стандартным. Он состоит из нескольких последовательных стадий, лишь на одной из которых возможна небольшая вариативность, зависящая исключительно от технического оснащения производства.

К слову, с одинаковым успехом могут выпускаться как мелкие, так и крупные партии. Особенно выгодным данный вид металлопроката становится именно во втором случае. Давайте его и рассмотрим.

Заготовкой для сварных двутавровых балок служит листовой металл марки, указанной в государственном стандарте, соответствующем требованиям к будущему изделию. Из широких листов вырезаются штрипсы двух видов: для стенки и двух полок. Они могут иметь различные размеры и толщину. Также допускается использование для полок и стенки разных видов стали. Такие изделия называются бистальными.

На крупных производственных предприятиях резка листов на заготовки производится на специальных линиях, оснащенных станками с ЧПУ, что позволяет существенно сэкономить время и добиться высокой точности. В зависимости от толщины выбранного листа, скорость реза может достигать 1 метра в минуту.

Следующий этап – фрезеровка кромки деталей. При резке могут образовываться наплывы металла и неровности в местах окончания реза. Их необходимо устранить, чтобы полки плотно прилегали к стенке по всей длине, и обеспечивали максимальную надежность и прочность после сварки.

Далее наступает черед сборки. Наибольшее внимание на этом этапе уделяется перпендикулярности деталей и симметрии расположения полок. Изначально предварительная сборка производилась вручную с помощью винтов, но сейчас применяются специальные гидравлические прижимные установки. Их использование способно ускорить производство двутавровой балки в 2-3 раза, при этом обеспечив идеально прямые углы и симметрию.

Теперь предварительно закрепленные детали необходимо сварить. Этот процесс отличается на разных предприятиях и зависит от их технического оснащения. Изделие может свариваться вручную или подаваться по линии, проваривающей стыки в полуавтоматическом режиме.

Наиболее современные предприятия, выпускающие большой объем продукции устанавливают автоматизированные линии. Они бывают трех типов:

Самоходный сварочный трактор – наиболее простой способ сварки, но плохо подходящий для выпуска крупных партий.
Манипуляторы – системы, напоминающие роботизированную руку. Могут использоваться для различных сварочных работ и допускают установку дополнительного оборудования.
Консольные установки – полноценная рабочая линия, оснащаемая дополнительными инструментами контроля качества сварных швов, подачи и удаления флюса.

Сам по себе флюс – это зернистый химический состав, прикрывающий сварной шов сразу после контакта с электрической дугой. Такой способ сварки предотвращает разбрызгивание расплавленного металла, тем самым упрочняя место соединения, и образует шлаковую корку, вбирающую в себя вредные примеси. Кроме того, флюс замедляет процесс остывания и способствует выведению образовавшихся газов, тем самым упрочняя шов, избавляя его от образующихся пустот.

И последний этап производства – правка готового изделия. Во время нагрева металл обычно деформируется, из-за чего полки приобретают форму дуги. Исправляется это достаточно просто – сварная двутавровая балка пропускается через серию валиков, придающих ей форму, соответствующую ГОСТу.

Применение сварной двутавровой балки

Конструкция двутавра обеспечивает высокие показатели прочности, сопротивления изгибу и продольному скручиванию, превышающие аналогичные параметры обычного профиля квадратного сечения или уголка. Дополнительным преимуществом является низкий вес изделий.

Благодаря этому данный металлопрокат используется при строительстве, в частности, в качестве несущих элементов при возведении ответственных конструкций.

Из двутавра сооружаются различные каркасы для нежилых помещений, перекрытия и крупные пролеты между этажами; несущие конструкции стен в многоэтажном строительстве, при прокладке туннелей и подвесных путей, а также возведении мостов.

Используются двутавровые балки и в других отраслях и сферах, например в машиностроении.

Видео: автоматизированное изготовление балок двутавровых

Предлагаем вам ознакомиться со следующим видео, чтобы лучше понять, как устроен автоматизированный процесс производства сварного двутавра, построенный на современном оборудовании.

В заключение

Как можно заметить, серийное производство сварной двутавровой балки является достаточно простым, недорогим и быстрым процессом, особенно при наличии современного оборудования. Вместе с превосходными техническими характеристиками изделий оно является основным залогом популярности данного металлопроката.

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Как производится и где применяется двутавровая балка

При строительстве промышленных объектов необходимо использовать только надежные и прочные материалы, которые будут способны выдержать все нагрузки. Одним из таких материалов является балка двутавровая. С ее помощью можно строить перекрытия зданий. Существует несколько основных разновидностей балок, поэтому необходимо знать какое изделие и в каких условиях можно использовать.

В данной статье мы рассмотрим, что такое двутавр, его разновидности и области применения. Разберем способы изготовления, а также то, как размеры балки двутавровой влияют на несущую способность будущего сооружения.

Что представляет собой двутавр

Это своеобразное металлическое изделие, которое обладает сечением в виде буквы «H». У него имеется две полки (верхняя и нижняя), которые между собой соединяются стенкой. В зависимости от назначения геометрические размеры полок и стенки могут быть различными. Название данного элемента имеет очень большую историю и произошло оно от латинского слова «taurus», что на русский язык переводится как «бык». Другое название данного металлопроката – двурогая.

Главный материал для производства – сталь с различными добавками. Сталь может быть как с большим содержанием углерода, так и низколегированной. Существует два разных способа производства, которые мы подробно рассмотрим чуть позже.

Достаточно долгое время изделия использовались только для строительства промышленных помещений. Однако, последнее время двутавр стали активно применять и для обустройства перекрытий частных домов и многоэтажных жилых домов.

Специфичная Н-образная форма благодаря равномерному распределению нагрузок позволяет достигнуть максимальных прочностных характеристик. При сборке металлоконструкций различного назначения балка обеспечивает высокие показатели жесткости. Благодаря этому она становится очень популярной в строительной отрасли. Н-образная форма способна воспринимать как вертикальные и поперечные, так и горизонтальные нагрузки.

Главные особенности и преимущества

По сравнению с другими строительными материалами балка обладает рядом важных преимуществ. Н-образное сечение обеспечивает высокую прочность, которая будет в 7 раз больше по сравнению с квадратным профилем. Благодаря своей форме изделие делает конструкцию более жесткой и устойчивой. Двутавр способен воспринимать различные нагрузки. Сопротивляемость скручиванию у него в несколько сотен раз больше чем у обычной металлической трубы. Все это позволяет использовать данный элемент в очень тяжелых условиях с постоянными нагрузками.

Балка двутавровая ГОСТ не подвергается усадке и различным

деформациям, которые могут проявляться со временем под действием постоянных нагрузок. Каждый погонный метр продукции способен выдерживать до 500 килограмм на постоянной основе. При этом вес изделия относительно небольшой (6,8 килограмм на один метр). Это позволяет монтировать их на достаточно длинные прогоны без использования дополнительной строительной техники. Продукцию можно подрезать при необходимости, она легко обрабатывается, сваривается и транспортируется.

Цена стальных балок будет немного выше, чем у ее деревянных аналогов, однако показатели прочности, надежности и срок службы будет в десятки раз больше. Поэтому, если вы хотите построить качественное здание с надежными перекрытиями, то обязательно используйте двутавр.

Основная классификация балки стальной двутавровой

Строительный материал имеет свою определенную классификацию и маркировку, которая указывается в соответствующей документации. Первые две цифры показывают базовую высоту всего профиля. Она указывается в сантиметрах. Далее в названии идут буквы, которые маркируют изделия по назначению:

Буква «Б». Это стандартная балка, которая используется для монтажа большинства зданий и сооружений различного назначения. Элементы обладают достаточно хорошей прочностью, поэтому их можно использовать для перекрытий с серьезными нагрузками;
Буква «К». Эти изделия обладают параллельными полками и предназначены для опорных конструкций вертикального типа. Полки имеют достаточно большую толщину, поэтому их можно использовать при строительстве многоэтажных жилых домов;
Буква «Ш» означает широкополочная. Используется в основном для строительства мостов, лестниц, а также для некоторых типов перекрытия. Благодаря широким полкам несущая способность конструкции значительно увеличивается. Прежде чем использовать данную разновидность, необходимо будет выполнить все расчеты и получить техническое обоснование;
Буква «Д». Это дополнительная разновидность двутавра, которая представляет собой что-то среднее между стандартной и широкополочной продукцией. В строительной отрасли применяется достаточно редко, в основном только для решения специфичных задач;
Буква «М». Последняя разновидность стальной двутавровой балки, которая используется для монтажа подвесных путей. Здесь полки с обеих сторон имеют небольшой уклон. Угол уклона составляет не более 12 градусов. Подвесные пути монтируются в промышленных помещениях, где это необходимо.

Все технические характеристики, показатели, точные геометрические размеры и величина уклона полок для каждой разновидности прописаны в соответствующем ГОСТе8239-89. На каждом изделии при помощи специальной краски наносится маркировка, в которой указывается номер заказа, номер чертежа для изготовления. Обязательно проверяйте наличие этой информации на торцевой стороне двутавра.

2 главных способа производства

Изделия данного типа изготавливаются из различных марок стали (легированная с добавками и низкоуглеродистая). Процедура изготовления выполняется согласно технологическим этапам, которые прописаны в ГОСТе. Все геометрические размеры, уклоны и допустимые отклонения строго регламентируются государственными стандартами качества.

Выделяют два технологически разных способа производства двутавра:

Способ горячего проката. Стальная заготовка нагревается до определенной температуры, которая делает металл пластичным. Далее она протягивается через валики на специализированном оборудовании для придания ее специфичной Н-образной формы;
Сварной способ. В этом случае приготавливается несколько заготовок подходящего размера, которые впоследствии свариваются между собой. Сварка выполняется на автоматических линиях.

Горячекатаная продукция изготавливается быстрее, а отсутствие сварного шва делает ее более предпочтительной для использования в тяжелых производственных условиях. Выделяют два типа точности проката: высокий класс (маркируется «А»), обычный класс (маркируется «Б»).

Теперь давайте рассмотрим каждый способ производства более подробно.

Метод горячей катки

Это основной и более предпочтительный метод изготовления. Отличается высокой производительностью и позволяет получить изделия высокого класса точности. Производством занимаются на металлургических заводах, которые обладают всеми необходимыми станками. Готовая продукция не имеет сварных швов и других соединительных элементов, что делает ее более устойчивой к нагрузкам и любому механическому воздействию. Строительные конструкции будут получаться достаточно жесткими, поэтому монтаж дополнительных ребер жесткости не потребуется.

К недостаткам данного способа производства можно отнести относительно большую массу. Это связано с тем, что толщина стенки по всей длине изделия должна быть одинаковой без каких-либо отклонений в большую или меньшую сторону. Еще одним минусом считаются ограниченные размеры. Поэтому приходится резать металлопрокат на части, что приводит к появлению большого количества отходов.

Сварной двутавр

Суть данного способа заключается в том, что подготавливаются заготовки полок и стенки определенных размеров, которые впоследствии свариваются. Сварка выполняется с двух сторон. Эта процедура выполняется на специальных станках, которые контролируют перпендикулярность полок по отношению к стенке, а также плотность прилегания заготовок друг к другу.

По сравнению с горячекатаным металлопрокатом, сварное соединение обладает меньшей прочностью, поэтому в некоторых местах двутавра делаются дополнительные ребра жесткости. Благодаря этому толщина стенки уменьшается, что приводит к облегчению конструкции при сохранении несущей способности. Все это значительно уменьшает стоимость готовой продукции, а это будет экономически выгодно для всего строительного объекта.

Одним из важнейших преимуществ сварного производства является то, что балка двутавровая делается по техническому заданию, в котором отражаются индивидуальные размеры каждого заказчика. Таким образом, вы можете сделать нужное количество строительного материала с необходимыми размерами и избежать появления отходов. В техническом задании можно прописывать и другие пожелания, которые обоснованы с технической стороны. Например, можно делать профиль перфорированным или с дополнительными фланцевыми соединениями.

Процедура изготовления выполняется следующим образом:

Сначала подготавливаются заготовки. Для этого стальные листы соответствующей толщины нарезаются до определенных размеров;
После оттого края заготовок обрабатываются на шлифовальных станках. Это делается для того чтобы они плотно прилегали друг к другу и хорошо сваривались;
Далее заготовки устанавливаются на сварочный станок в определенном положении и фиксируются, чтобы избежать сдвигов и отклонений от перпендикулярного положения;
Теперь выполняется процедура сварки заготовок с обеих сторон;
После сварки на следующем станке выполняется торцовка и при необходимости дополнительная правка.

Главный недостаток сварного производства – это скорость и объемы получаемой продукции. Прокатное производство позволяет за короткие сроки получить достаточно большой объем двутавра.

Где применяется балка двутавровая

Области применения стальных балок очень широки. Она встречается в различных областях хозяйства. Благодаря широкому ассортименту ее можно применять для различных целей. Вот основные области использования продукции:

В строительной отрасли (промышленное и частное строительство) для изготовления перекрытий, металлических каркасов и вертикальных опор;
Для изготовления опор мостов;
При обустройстве железнодорожных тоннелей достаточно большой протяженности, а также подземных автомобильных тоннелей;
Пути для промышленных кранов;
При возведении кровли промышленных зданий и сооружений;
Строительство котлованов и различных бункеров, которые будут располагаться под большим слоем грунта;
Возведение различных архитектурных и инженерных сооружений большого масштаба.

В строительной отрасли очень важно использовать элементы, которые обладают небольшой массой, но в то же время большой прочностью. К таким элементам смело относится балка двутавровая. При правильном подборе необходимой конструкции можно построить качественное здание, которое будет обладать долгим сроком эксплуатации.

Изготовление балок из металла

Изготовление балок из металла возможно как в крупных промышленных масштабах, так и по индивидуальным проектам. Несмотря на то, что изделия имеют определенную классификацию, в бытовом общении под таким элементом имеют в виду двутавровую балку. В любом случае задачи и функции у этого элемента одни – обеспечить необходимую прочность конструкции.

В зависимости от условий эксплуатации металлические балки имеют специальную маркировку. В нашей статье мы расскажем, как и на чем изготавливают эти конструкционные элементы, какие бывают дефекты, а также опишем преимущества и недостатки балок.

Определение и классификация балок из металла

Балка – металлическая конструкция, предназначенная для усиления прочностных показателей и повышения устойчивости разнообразных строительных сооружений. Для ее изготовления преимущественно используют стали с разными добавками, увеличивающими сопротивление металла на изгиб.

Балка распределяет равномерно нагрузки по всей своей плоскости. Основная конструктивная функция этого элемента – быть надежной опорой. В большей части случаев стальные балки применяют для перекрытий этажей и крыш строительных сооружений.

Существуют различные варианты классификации, но самый распространенный – это разделение по форме. Можно отметить три популярных категории стальных балок, применяемых при строительстве современных объектов:

Тавровые. Этот вид металлопроката имеет поперечное сечение типа «Т».
Двутавровые. Такой тип металлоконструкции имеет поперечное сечение в виде буквы «H», обеспечивающее повышенную жесткость и позволяющее использовать его для более длинных пролетов.
Швеллер. Металлоконструкция, имеющая поперечное сечение в виде буквы «П». Такой тип имеет широкое применение в различных сферах промышленности.

Из всех конфигураций самыми используемыми при сооружении жилых и производственных объектов являются балки двутаврового сечения. Обладая большей жесткостью и прочностью, они способны выдерживать значительные изгибающие нагрузки.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Помимо металлических балок, в строительстве находят применение конструкции, изготовленные из других материалов, например, из древесины, полиуретана или алюминия. Но область их использования значительно меньше, чем стальных.

Рекомендуем статьи по металлообработке

При изготовлении балок из металла маркировка и обозначение будут зависеть не только от формы сечения, но от соотношения остальных параметров.

Для буквенного обозначения маркировки двутавровых изделий с параллельными полками по ГОСТ 26020-83 существуют следующие литеры:

У – для исполнения с узкими полками;
Б – с нормальными полками;
Д – среднеполочные;
Ш – при широкополочном исполнении;
К – опорно-колонные, характеризующиеся почти одинаковой высотой профиля и шириной полки.

По величине угла наклона внутренних граней балки имеют следующие буквенные обозначения:

О – для обычного исполнения при уклоне внутренних граней 6–12 % по ГОСТ 8239-89;
М – монорельсовые, предназначенные для монтажа подвесных путей и имеющие угол наклона не больше 12 % по ГОСТ 19425 74;
С – сварные, имеющие уклон внутренних граней полок до 16 %, предназначенные для армирования шахтных стволов.

По классу точности и сфере их применения двутавровым конструкциям присваиваются следующие буквенные символы:

А – высокоточные балки специального назначения;
Б – горячекатаные с обычной точностью прокатки;
В – горячекатаные с повышенной точностью изготовления.

Помимо этого, в зависимости от состояния поставок, балки двутавровые, характеристики которых обусловливаются множеством факторов, подразделяются на брусья:

мерной длины;
немерной длины;
кратной мерной длины.

Причем ширина полок не должна быть более 1,5 высоты стенки, а предельно допустимое соотношение толщины полок к толщине стенки не должно превышать 1:4.

Преимущества и недостатки балок из металла

Прокаты двутавровые имеют не только преимущества, но и недостатки, которые надо учитывать перед использованием в постройке сооружений.

Главное преимущество – надежность и повышенные прочностные характеристики, что обеспечивается специфической формой сечения и прочностью стального материала. Любой объект намного быстрее разрушится, если прикладывать силы к одной точке или к небольшому участку. Балка двутаврового исполнения предназначена для равномерного распределения воздействующих на нее вертикальных сил по всей поверхности. При отсутствии концентрации сил металл не получит усталость, а срок эксплуатации изделия будет значительно больше. Наличие таких свойств допускает применение металлопроката в построении больших (многоэтажных) сооружений со значительными нагрузками.

Помимо главных показателей, есть еще такие преимущества, как:

Облегченная конструкция. Такая геометрическая форма сечения избавляет от необходимости использовать большое количество металла, при этом сохраняя все прочностные характеристики. Конструкция становится легче, а вес не влияет на прочность.
Значительная экономичность. Использование материалов двутаврового типа позволяет сохранить высокую жесткость конструкции без применения дополнительных стоек, опор, колонн и армирующих элементов. Такую прочность и устойчивость здания можно, конечно, обеспечить и применением арматуры, но это будет очень дорогое удовольствие, так для этого придется использовать огромное количество материала.
Большая устойчивость к сжатию и нагрузкам на изгиб. Такое свойство позволяет применять их в местах с повышенными вибрациями и другими видами колебаний, например, при строительстве мостов.
Легкая свариваемость, так как при изготовлении балок из металла используют стали, легко поддающиеся сварке. Это значительно повышает скорость монтажно-строительных работ.
Неизменность технических характеристик и геометрических форм с течением времени. Прочность и упругость металлопроката позволяют сохранять их форму и надежность даже при воздействии больших сил. Все характеристики сохраняются, так как отсутствует деформация.
Удобство транспортировки. За счет компактности расположения и укладки перевозка в транспортном средстве деталей с сечением в виде буквы «H» позволяет значительно снизить расходы на доставку и транспортировку.

Двутавровые балки имеют и ряд недостатков, которые тоже должны учитываться при возведении сооружений:

Слабые характеристики огнеупорности. Во время пожара может подняться очень высокая температура, что негативно отразится на прочностных свойствах изделия из двутавра, что приведет к потере качества, и в итоге нарушит его безопасную эксплуатацию.
Подвергаются со временем коррозионному воздействию. Для изготовления балок из металла используют низколегированные или углеродистые стали, подверженные коррозийному разрушению. Поэтому в условиях повышенной влажности рекомендуется их применение только с обработкой поверхности специальными защитными средствами.
Нельзя использовать при строительстве зданий для пролетов, превышающих максимально допустимое расстояние. В таких случаях, если не поставить дополнительные опоры, то основные несущие способности на порядок уменьшатся.
Низкая устойчивость к воздействию скручивающих сил.

Технология изготовления балок из металла

По способу изготовления такие металлоконструкции бывают сварного типа или прокатного исполнения:

Прокатная балка. Ее изготавливают на прокатных станах литейных заводов из цельного слитка. При прохождении через прокатные плети заготовка на выходе приобретает форму целого металлического двутавра.
Сварная балка. Наиболее широкое применение имеют двутавровые балки с поясными швами, соединяющие стенку с полками. Такие изделия собирают из трех листовых элементов по чертежам, обеспечивая параллельность полок и перпендикулярность полок и стенки.

Производство сварных балок – довольно сложный процесс, при котором учитываются многие параметры, такие как плотность, прочность, жесткость. Но к плотности балки предъявляются особые требования. Эта величина должна быть очень высокой. В конструкторских бюро многих предприятий ведутся исследования по созданию металлических балок, использующих наименьший объем металла при тех же параметрах жесткости.

Технология изготовления балок из металла сварной конструкции проста и экономична, что позволяет ей конкурировать с балками, изготовленными прокатным способом, и состоит из следующих операций:

На первом этапе выполняют расчеты необходимых значений прочности и жесткости, выбирается марка стали на изготовление.
Затем согласно чертежу производится резка листового металла на полосы, скорость реза металлического листа приблизительно равна 1 м/мин.
После отрезки необходимо провести фрезеровку торцовых поверхностей на фрезерном оборудовании, для того чтобы подготовить ровные и точные по размеру поверхности для дальнейших операций с целью обеспечения прочности соединения.
На следующем этапе выполняется сборка. Этой операции придается особое значение, так как здесь необходимо обеспечить строгую симметричность расположения полок между собой и перпендикулярность полок и стенки.

В небольших компаниях с маленькими объемами сборку можно осуществить ручным способом, но при массовой серийности ее выполняют с применением автоматизированных машин. В таких производствах применяют станы для сборки балок модели Z15 с высокой производительностью. Процесс сборки на данном оборудовании состоит из двух этапов. На первом производится сборка Т-образной части балки, а на втором присоединяют дополнительную стенку, получается двутавр.

Самоходные механизмы – сварочные трактора, оборудованные роликовыми колесами, предназначены для перемещения по цеховой территории и являются самым надежным и простым способом сварки. Но их использование в массовом производстве нерентабельно.

При малых и средних производствах сборочные и сварные работы для изготовления балок из металла могут производиться ручным способом, поэтому цена на их продукцию становится значительно дороже.

Оборудование для изготовления балок из металла

Сварочные работы используют не только для скрепления полок и стенки, но и для соединения готовых балок между собой встык. Под такие операции предназначено следующее оборудование:

Помимо сварочной головки, станок оснащается приспособлениями, способными производить контроль качества шва, подачу флюса и его удаление. К преимуществам такого оборудования также относится возможность выполнения соединения под углом 45°, что повышает качество сварки деталей, обеспечивая хороший катет.

Такое оборудование используют для автоматизации процесса и укомплектовывают различной навесной оснасткой. Оно универсально: на одном виде устройства можно производить сварку деталей разных габаритов. Модели манипуляторов различаются по способу перемещения свариваемых заготовок, габаритам и весу. Рабочим органом можно назвать автоматическую головку, способную произвести сварку в средах с защитными газами или с применением жидкого флюса. Благодаря их универсальности решаются самые разнообразные задачи.

Это тип профессионального оборудования, предназначенный для автоматизирования и упрощения проведения больших объемов работ, связанных со сваркой металлов. Они могут передвигаться как по направляющей, так и по поверхности материала, что увеличивает эффективность их назначения и сокращает технологическое время операции. Их можно использовать для сварки длинномерных деталей, таких как балки двутаврового сечения. Однако применение сварочных тракторов технологически целесообразно только при изготовлении небольших партий деталей.

Возможные дефекты при изготовлении балок из металла

Во время изготовления балок из металла из-за отступления от технологических или иных параметров иногда происходит кристаллизация стали от высокой температуры. В металле могут возникнуть внутренние напряжения из-за расхождения по фазам, приводящие к снижению прочности и жесткости.

При сварке стального листового материала могут появиться следующие дефекты:

Не до конца проваренные швы с низким качеством исполнения приводят к концентрации напряжений и нарушению формы наружных поверхностей или геометрии стыка.
Образование прожогов при вытекании расплава из ванны, которые приводят к появлению дырок в шве.
Появление подрезов – канавок вдоль области соединения.
Возникновение трещин, образующихся в местах разрыва шва.
Возникновение шлаковых или вольфрамовых включений в диффузионном слое, появляющиеся при высокой скорости сварки с образованием тугоплавких оксидов.

Все это приводит к зарождению усталостных трещин. Металлоизделия с такими дефектами нельзя использовать в производстве, потому что они не смогут выдержать больших нагрузок на изгиб и кручение. Их необходимо отсортировать в брак и по возможности переварить повторно.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: