Как выглядит балка металлическая

Обновлено: 04.05.2024

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.

Какие виды балок бывают, секреты их выбора и главные особенности применения

Виды балок имеют достаточно разноплановые направления использования. Балка – элемент конструкции, устанавливаемый на две опоры, расположенные между собой на определенном расстоянии.

Это строительная сфера
Возведение сооружений различного функционального предназначения
На гражданских и промышленных объектах и ряд других.

Поговорим о том, что такое балка в строительстве

Исходя из практического предназначения этот конструкционный элемент, зачастую группа элементов от двух и более, играет роль несущей линейной конструкции. То есть работает на изгиб, воспринимает вертикальные весовые нагрузки (иногда, горизонтальные, в том числе кратковременные, в ряде ситуаций).

Говоря проще, в строительстве балка применяется, как правило, в качестве опорной системы при монтаже перекрытий, подвесных и навесных конструкций. В качестве опор выступают колонны, другие балки, порой подвесы, несущие, как правило, наружные, стены.

Помимо практического предназначения существует и декоративное. В таком случае балка не воспринимает нагрузки и является лишь, по сути, элементом дизайна интерьера помещения, например, в таких стилях как кантри, скандинавский, хай-тек и эклектика. В такой ситуации чаще используется термин «фальш-балка», имитация балки.

Пример использования фальш-балки в интерьере

Давайте рассмотрим какие существуют разновидности балок и как их правильно выбрать.

Виды балок – основные критерии классификации

Итак, основной параметр выбора заключается в том, что необходимо определиться с какой целью будет использоваться балка. Если это практическое назначение, то при подборе необходимо руководствоваться проектно-сметной документацией, в которой рассчитаны несущая способность, все эксплуатационные характеристики, включая такие как:

общая длина;
форма и площадь поперечного сечения;
материал изготовления;
способ монтажа (они отличаются).

Это и есть основные критерии выбора. Если балка используется в декоративных целях, то ориентироваться следует на дизайн-проект отдельно взятого помещения или объекта в целом. В таком случае значение имеют больше габариты и декоративные свойства, соответствие выбранному стилю дизайна интерьера и поставленным задачам, например, таким как зонирование помещений, размещение коммуникаций, элементов локального и общего освещения.

Металлические балки — это прекрасное решение в вопросе зонирования помещений или же декорирования

Особенности выбора

Длина выбирается исходя из расстояния между крайними опорами с учетом способа монтажа (балка может опираться как на две опоры, так и на несколько, либо не иметь опор в подвесных конструкциях, но тут разговор уже больше о других элементах).
Площадь поперечного сечения выбирается либо путем расчета нагрузок при практическом применении, либо с учетом задач, реализуемых при декоративном использовании.
Форма сечения встречается различная, в преобладающем числе случаев квадратная, прямоугольная, классическая круглая, реже трапециевидная, бывает еще многогранной и сложной (о фасонном металлопрокате еще поговорим).

Что касается материала изготовления, то вариантов существует множество:

металлы и сплавы, очень широко используются металлические балки перекрытия;
железобетон, как правило, сборные, реже монолитные железобетонные балки;
древесина, различные породы дерева, классический строительный материал, который применяется уже тысячи лет.

Декоративные фальш-балки изготавливаются, как правило, либо из древесины, либо из полимерных материалов (пенополиуретана, пенополистирола, в народе используется термин «пенопласт»). Относительно их декоративных эффектов. Имеет значение то, поверхность какого материала воспроизводится. Очень часто это фальш-балки с имитацией под определенную породу дерева либо под покраску, есть и другие варианты.

Балки в строительстве

Ранее в ходе возведения зданий, различных навесных конструкций, тех же мостов, широко использовалась древесина. Что нашло отражение в летописях, сказаниях, былинах, народном эпосе и сохранившихся памятниках древнего зодчества. Сейчас такое решение используется крайне редко в малоэтажном строительстве, при возведении деревянных жилых домов и построек хозяйственного назначения. В том числе каркасных, особенно в тех местах где есть большие лесные массивы и доступные по стоимости пиломатериалы, тот же брус или бревно.

Железобетонные балки активно применяются в промышленном строительстве и при возведении многоэтажных зданий, в других сферах. Варианта два.

Купить сборную железобетонную балку, в таком случае проверяйте документы, подтверждающие качество и соответствие действующей нормативной базе. Например, ГОСТ 20372-2015 для стропильных, подстропильных балок, ГОСТ 24893-2016 для обвязочных балок и другие.
Сформировать монолитную железобетонную балку непосредственно на объекте строительства. Технология заключается в монтаже арматурного каркаса, установке опалубки и заливке бетоном со строгим соблюдением технологии производства.

Теперь о металлических балках

Исходя из опыта практического использования, в таком случае разговор идет, как правило, о двутавре, одной из разновидностей фасонного черного металлопроката. Если точнее, то правильное название – двутавровая балка, сортамент определяется в ГОСТ Р 57837-2017.

Но порой используются и другие виды металлопроката, такие как трубный (всевозможные полые трубы) и фасонный. О второй группе немножко подробнее.

Виды фасонного проката

Конечно же, к этой группе относится двутавровая балка (форма сечения в виде буквы «Н»), и другие виды проката, выделим:

швеллер, он имеет П-образный профиль, активно применяется при монтаже перекрытий;
тавр, с сечением в форме буквы «Т», и с подобным профилем рельс. Встречаются в частных домовладениях как элемент перекрытия погребов и хозяйственных построек;
уголок, с сечением в виде буквы «Г», применяется в качестве балки очень редко. При незначительных несущих нагрузках и как дополнительный компонент в индивидуальном строительстве (здания и иные сооружения хозяйственного предназначения).

Но все же наиболее часто применяется именно двутавр. Об особенностях его выбора далее.

Стройка одного из аэропортов. Как видите, применяют металлические балки перекрытия

Особенности выбора двутавровой балки

Двутавр следует выбирать исходя из нескольких основных параметров. В первую очередь технология производства. Выпускается горячекатаный металлопрокат (с использованием специальных прокатных станов) и сварной (задействуется сварка). В ходе производства применяется сталь различных марок, как углеродистая, так и низколегированная.

Такой важный критерий как вес балки двутавровой, прежде всего зависит от ее параметров, среди них:

длина (от 4 до 24 м.п.);
ширина полок (от 5,5 до 40,0 см);
высота, альтернативное название – номер балки. Указывается в обозначении проката, находится в пределах от 10 до 100 см.

Следующий важный параметр – функциональное предназначение. В маркировке наряду с номером используется буква.

Основные виды двутавра

Выделяют такие виды двутавра как

широкополочный (Ш)
нормальный (Б)
колонный (К)
узкополочный (У)
монорельсовый (М).
Буква Д обозначает дополнительную серию.

И еще один важный критерий – угол наклона граней. Бывает обычным (в пределах 6-12 %) и специальным (С – 16,0 % и М – 12,0 %).

И наконец, помимо строительства различные виды балок, особенно металлические, используются активно и в других отраслях. Таких как машиностроение, особенно транспортное и станкостроение. Возникнет необходимость купить металлическую балку обращайтесь! Обязательно поможем с выбором.

Все о металлических двутавровых балках

Металлическая двутавровая балка – специальное изделие повышенной прочности, поперечное сечение которого имеет форму буквы «Н». Применяется в промышленном и гражданском строительстве для устройства перекрытий и других конструкций.

Двутавр – прочный металлический профиль с лучшими эксплуатационными характеристиками. Жесткость подобного изделия в 30 раз выше конструкций квадратного сечения, а прочность – в 7 раз.

Сегодня двутавровые балки выпускают в разных вариациях, расширяя функциональные возможности изделия и повышая его востребованность.

По расположению граней полок

В данной категории двутавры делят на:

изделия с параллельными гранями полок, куда входят стандартные двутавровые балки и колонные элементы;
прокат с полками, грани которых находятся под уклоном.

В последнюю группу входят специальные балки, востребованные при строительстве уникальных зданий и сооружений. Такие изделия отличаются улучшенными эксплуатационными характеристиками, способны выдержать высокие нагрузки.

По способу производства

Вторая классификация подразумевает деление балок по способу изготовления. В этой категории выделяют двутавры двух видов.

Сварные. Их получают путем сваривания стенки и поясов будущей конструкции.
Горячекатаные. Для их производства используют специальные прокатные станки.

Преимущество первых балок в том, что они позволяют экспериментировать с размерами благодаря использованию разного проката: профильного или листового. Вторые выполняются полностью из одного и того же материала и считаются неизменными по всей длине. При строительстве гражданских и промышленных зданий двутавровые балки используют довольно часто. Поэтому производство подобных изделий одно из самых востребованных на рынке. Наиболее популярными считаются балки, выполненные из низколегированной стали, которые дополнительно делят на нормальные и обычные. Регулирует производство и характеристики двутавровых балок ГОСТ 380-2005, в котором указан требуемый химический состав стали при изготовлении балок.

При необходимости параметры двутавра можно менять. Такое возможно при индивидуальных заказах, выпускаемых небольшими партиями.

Размеры и вес

Балки металлические характеризуются не только улучшенными свойствами, но и размерами. Минимальный номер – высота – балки составляет 10 см, максимальный достигает 100 см. Например, балка 14Б имеет высоту 140 мм, 30Б – 300 мм, 20Б – 200 мм. Минимальная ширина полок равна 5,5 см, максимальная достигает 40 см. В основном распространены изделия с полками шириной в 16 и 30 мм.

Производители предпочитают выпускать изделия длиной от 4 до 12 м, но при необходимости показатель можно увеличить или уменьшить. Для производства используют стали углеродистые или низколегированные с высоким запасом прочности. Плюс такого подхода в невысокой стоимости материала, что позволяет сэкономить на конструкции. В ГОСТе прописаны основные параметры двутавровых балок, в том числе и вес 1 погонного метра. Характеристики представлены в виде таблиц, и отыскать нужный прокат в сортаменте не составит труда.

Маркировка

Обозначение двутавровых балок определяется их размерами и регламентируется требованиями ГОСТа. Начать стоит с двух цифр, которые стоят в самом начале маркировки. С их помощью обозначают высоту стенки. Далее идут буквенные индексы, посредством которых удается получить информацию о виде профиля. Возможные варианты:

«Б» – нормальные балки;
«Ш» – балки с широкими полками;
«К» – колонные элементы.

Если в маркировке появляется буква «Д», то это изделие из дополнительной серии. А также в двутаврах могут быть обозначения «ДШ» и «ДБ». Встречаются марки 20С1 и другие варианты, значение которых можно посмотреть в ГОСТе.

Советы по выбору

Выбор двутавровых балок для строительства загородного дома или промышленного объекта одинаково сложен и требует учета ряда факторов.

Размеры. Стоит заранее провести расчеты поперечного сечения двутавровой балки в соответствии с нагрузками, которые будет испытывать конструкция. В зависимости от полученных результатов удастся также определить количество и общий вес необходимых профилей.
Тип. В этом случае рекомендуется обратить внимание на вид полок, размеры и способ производства изделия. Перечисленные параметры определяют прочностные характеристики готового проката, ознакомиться с которыми можно в ГОСТе.
Назначение. Один из важных факторов, который нужно учитывать. Например, при строительстве частного дома можно отдать предпочтение более простым двутаврам, так как нагрузки будут небольшими. Производственные здания потребуют изделия с конфигурацией посложнее.
Стоимость. Нет необходимости выбирать только дорогостоящий материал. Можно отдать предпочтение производителю с выгодными ценами, и получить балку высокого качества.

На сегодняшний день изготовлением балок двутаврового сечения занимаются несколько компаний.

НТМК. Предприятие входит в консорциум международного типа Evraz Group и представляет собой современный комплекс по производству металлопроката, оснащенный необходимым для изготовления качественных изделий оборудованием.
ЗСМК. Тоже входит в консорциум и отличается высокими производственными мощностями. Цеха оборудованы инновационными установками, что позволило автоматизировать большинство процессов и наладить быстрое производство проката.
ООО «ЛИЗСК». Завод в Липецке, который занимается производством двутавров сварного типа. Высокотехнологичная линия предприятия позволяет получать до 2 тыс. тонн балок разных размеров за небольшой промежуток времени.
ООО «ТяжМет». Компания в Белоруссии выпускает сварные двутавры и другие виды проката с высокими эксплуатационными характеристиками. Предприятие оснащено современным оборудованием.

А также выделяют Тульский завод по производству качественного проката и сварной продукции. Компания дополнительно занимается покраской и установкой выпущенных изделий.

Сферы применения

Двутавровые балки востребованы в строительной и промышленной сферах. В основном их используют в качестве:

перекрытий;
колонн;
мостовых металлоконструкций;
путей для крана в производственных зданиях.

Стальные балки отличаются наиболее выгодной формой, устойчивой к высоким нагрузкам и воздействиям. Изделия встречаются практически во всех каркасных конструкциях из металла, а также в зданиях общественного и промышленного назначения. Сортамент производимых балок регламентирует ГОСТом и ТУ. Высокая прочность, надежность и способность не деформироваться под воздействием больших нагрузок делает прокат востребованным.

Что такое двутавр и где он используется?

Двутавровая балка – конструктивный элемент, обладающий формой буквы «Н» в поперечном разрезе. Относится к усовершенствованной версии простого тавра. Это как бы два тавровых блока, которые соединили вместе встречно и продольно, расположив полки врозь.

Что это такое?

Выполнение двутавровой балки должно быть строго параллельным: грани не изгибаются и не пересекаются в произвольной форме. Характеристики двутавровой балки таковы, что она отличается от швеллера, имеющего вид укороченной буквы «П». Отчасти двутавр с утолщённой, а не более тонкой, чем боковые полки, стенкой можно получить, сложив вместе главными перемычками друг к другу два швеллерных элемента. Получить двутавр с равным успехом можно из двух Т-образных элементов.

По ГОСТу выполняется двутавровая балка из сталей с низко- и среднеуглеродистым составом.

То же самое относится к легированию, ещё более упрочняющему сталь: насыщение сплава легирующими элементами производится в большем процентном соотношении по массе, чем углеродом – встречаются марки стали, из которых изготавливают швеллеры, с 1-2% содержание хрома, никеля, марганца и молибдена. Эти примеси для тавровых и швеллерных элементов являются основными. А вот наличие вредных примесей – фосфора и серы, делающих сталь более хрупкой, регламентируется специальными ТУ и вспомогательными требованиями ГОСТа.

Особо учитываются двутавровые элементы, на изготовление которых не идёт ни сталь, ни цветмет – деревянные комплектующие.

Они представляют собой сборки из пиломатериалов, изготовленных на основе опилок и клея – простейший композит, который в отличие от натуральной древесины не выкручивает при дальнейшем усыхании. Они не покрываются трещинами волокон, ссохшихся при высушивании и разошедшихся впоследствии с образованием пустот. Крепление таких двутавровых балок осуществляется на отрезки перфолиста, согнутого в уголок и изготовленного из среднелегированной стали. Достоинство деревянного двутавра – относительная лёгкость до 10 раз по сравнению со сталью, недостаток – подверженность обугливанию даже при покрытии пропитками, не поддерживающими самостоятельное пламя.

Разновидности

Алюминиевый двутавр – замена стальному. Он непригоден для создания несущих конструкций. Скорее подойдёт он именно для сооружения вспомогательных, например, перегородок в большом офисном помещении. Момент сопротивления стали, равно как и прочность, упругость, в несколько раз превосходит алюминий. Обусловлена высокая прочность не менее высокой плотностью материала: чем толще и тяжелее элемент, тем большие нагрузки он выдержит.

Сварные конструкции для усиления перекрытия невозможно изготовить без тавровых и швеллерных элементов.

Сечение профиля в разрезе типовых двутавровых балок определённого размера составляет более 10 см2. Прочность, обеспечиваемая таким количеством стали, распределённой по этому сечению согласно ширине полок и главной перемычки элемента достаточна, чтобы отрезок в несколько метров выдержал вес 10 человек, стоящих на этом элементе, без заметного прогиба.

Тавровые и двутавровые элементы, наряду со швеллерными, применяются для организации железобетонных перекрытий, являющихся основой ленточно-монолитного фундамента, залитого с учётом нагрузки от какого-нибудь особенно тяжёлого оборудования. Например, трубо- и прутогибочные станки, чей вес, в свою очередь, достигает тонны и более, а производственная (ударная) нагрузка в процессе основной работы оказывает дополнительное воздействие на такой фундамент, нуждаются в усилении фундаментной плиты не только арматурой, но и балочным профилем.

Двутавровая стальная балка используется при сооружении перекрытий и мостов.

В отличие от российских условий – скажем, в США – применяют широкополочные двутавровые элементы.

Балочные нормальные

Нормально сработанные балки – стандартный параллельно-равнополочный двутавр. Подобно швеллеру, он обладает строгой прямоугольностью торцов в поперечном разрезе. В продольном сечении его ориентиры – продольные края граней – строго прямолинейны и параллельны. Какие-либо специфические характеристики (уклон, закругление, скос стенок) полностью отсутствуют. Ширина полок снаружи и изнутри, соответственно, с каждой из обеих сторон равны по всей длине.

Двутавры балочные с уклоном внутренних полок

Уклон внутренних поверхностей полок в «наклонных» элементах ДТ – условный, не затрагивает расположения и параллельности внешних сторон полочных бортиков.

Достигается это с помощью переменной толщины: чем ближе к продольному краю с каждой из сторон ДТЭ, тем она меньше.

На краях, в пределах последних нескольких миллиметров ширины, она переходит в плавное закругление, снизившись до нуля на границе раздела стали и окружающей такой элемент, либо примыкающей к нему – среды (воздух, бетон, рубероид, древесина и другое).

Свайные

Колонные

Колонный двутавр, подобно квадратной профтрубе, обладает установочными торцами. Это поперечные отбортовки, которыми элементы крепятся при помощи анкеров или приваренной к арматуре перед заливанием бетона шпильки. Во втором случае отрезки шпильки должны расположиться строго параллельно и отстоять друг от друга по углам этих торцовых бортиков, как и в случае с забиванием анкеров.

Вертикальность такой конструкции выставляется строго по уровнемеру и отвесу, а бетонная опора, в которую устанавливаются шпильки или засверливаются анкерные болты, также выверяется строго по горизонтали.

Если допущены погрешности при бетонировании, то целесообразно выполнить стяжку пространства (можно заливную, с «самотёком» затвердевающего состава), либо отшлифовать места установки колонных двутавровых элементов, периодически проверяя уровнемером место установки на соответствие горизонтальности.

Свайный двутавр по принципу расположения, монтажа, подготовки к установке горизонтальных балочных элементов напоминает колонный, но не содержит крепёжных горизонтальных торцов. Подобно профтрубе, швеллеру, круглой трубе, сплошным кругу и квадрату, он забивается при помощи копра. Нижний конец, входящий в землю, для ускорения и облегчения забивки в грунт подтачивается до заострённого состояния, что снижает зазубренность и сплющенность противоположного конца элемента при работе ударника.

Другие

Двутавровые балки с параллельными гранями производятся, как ранее отмечалось, с центрально расположенным центром тяжести, не имеющим смещения. Прокатный способ производства – горячекатаная профсталь, обладающая в целом равнопрочной структурой. Стыки между такими ДТЭ выполняются сварными, либо болтовыми – как на монорельсовой линии.

Низколегированные двутавровые элементы не отличаются самой высокой прочностью – на их изготовление идёт всё та же сталь марки Ст3, Ст4 или аналогичная.

По материалу, помимо деревянно-композитных, стальных и алюминиевых, часто встречаются монокомпозитные (однородно-композитные, к примеру, из цельного МДФ-стройматериала), а также пластиковые двутавры. И если однородный композит – композитно-цельнолитой (дву) тавр – может использоваться для построения полноценных вспомогательных несущих конструкций, то пластиковый двутавр скорее напоминает двустороннюю мебельную кромку, которая может быть запрессована между металлическими рейками. Роль пластикового двутавра, особенно мелкого, в придании итоговой прочности конкретному изделию заметно снижена.

Классификация

Двутавр, помимо форм-фактора – поперечного разреза и протяжённости формообразующего профиля, а также типа и разновидности материала, классифицируется по размерам. Типоразмер, обладающий конкретными показателями применённого при изготовлении каждой такой единицы материала, обладает важными характеристиками: толщиной стенок и полок, их шириной и протяжённостью отрезка. Так, двутавр-20 обладает 20-сантиметровой шириной основной стенки-перемычки, соединяющей эти полки. Высота ДТ от 25 см широко востребована в строительстве.

Толщина стенки и полок стального ДТЭ может доходить до 12 мм в зависимости от конкретных требований к создаваемому при помощи стены/перекрытия запаса прочности.

Помимо ширины в сантиметрах, встречается и конкретная маркировка, подчёркивающая эту же ширину в миллиметрах: 150, 200, 250, 320, 350, 400 и так далее. Высота такого двутавра соответствует типоразмерам 15, 20, 25, 32, 35 и 40.

Сложный значок, к примеру, 26Б2, указывает на следующие особенности. Так, профильный элемент Б1 отличается от профиля Б2 высотой, толщиной полки и стенки при одинаковой ширине полок. Изделие с маркером 26 Б1 обладает высотой в 258 мм при толщине поперечины 5,8 мм и ширине полки в 12 см. Изделие же 26Б2 отличается высотой в 261 мм при толщине стенки в 6 мм и ширине полки всё в те же 12 см.

Принцип подобных обозначений описан в ГОСТ Р57837-2017.

Параметры, например, балки 30Б3, выглядят следующим образом. Высота сечения – 30,5 см, ширина – 15,1 см, толщина перемычки – 0,8 см, толщина полки – 11,5 мм, радиус закругления – 1,3 см. Изделия марки 26Ш1 обладают высотой стенки в 251 мм, шириной полки в 180, и толщиной полок в 1 см, толщина стенки – 0,7 см.

Критерии подбора

Расчёт запаса прочности производится в соответствии с площадью сечения, длиной балки, расстояния для пролёта между балочными элементами. Если выбирается конструктивный компонент для эксплуатации в режиме лютых морозов и затяжных зим, то целесообразнее использовать не сплав Ст3, а его более морозостойкий аналог, к примеру, 09Г2С. Эту же сталь применяют и при строительстве, к примеру, земных полярных станций. Широкое применение он найдёт и при создании обитаемых колоний на Марсе и Луне, так как состав 09Г2С считается одним из кандидатов при использовании в медицинской и космической крионике.

Параметры балки-двутавра должны быть с такими значениями, чтобы эти элементы не прогибались даже под воздействием мебели, техники и людей, находящихся в комнатах на любом из этажей определённого здания.

Строительство мало- и многоэтажных зданий учитывает суммарную нагрузку на такой дом или производственную постройку. Для промышленного строительства, в чьи задачи входит обеспечение работоспособности конвейеров, размещённых на разных этажах, применяют двутавровые элементы самых крупных размеров и с максимальной толщиной стенок. Аналогичные используют и для строительства мостов, по которым проходит большегрузный и многотоннажный транспорт в количестве до тысяч машин/вагонов в день.

Область применения

Как ранее отмечалось, двутавр – обязательный элемент при строительстве мостов, многоэтажных зданий и подземных гаражей, линий метрополитена, бомбоубежищ и иных сооружений. Он дополняет швеллер и простой тавр – а его, в свою очередь, дополняет арматура. Соединения таких конструкций выполняются главным образом на сваях и болтах. Диаметр последних подбирается с учётом нагрузочного запаса: если использовать слишком мелкие болты, то они сломаются, и конструкция сложится. Заклёпочные соединения применять нецелесообразно – они больше подходят для листовой обшивки, играющей вспомогательную роль, а не выполняющей функции основной опорной конструкции.

Холоднокатаные и изготовленные из специальных сортов сталей, а также отделанные двутавровые балки применяются во вспомогательном строительстве, например, при разграничении интерьерных зон в помещении. Здесь целесообразно использовать укатанные до идеально гладкого зеркального состояния балочные конструкции, которые могут заменить железобетонные колонны внутри помещения. Характерный пример – музеи и банковские залы, где скапливается толпа посетителей, насчитывающая десятки человек. Но такое решение зачастую заменяется облегчёнными каркасно-гипсокартонными перегородками, где каждое рабочее место сотрудника и место для клиента – единый отсек.

Читайте также: