Металлическая балка как называется

Обновлено: 05.10.2024

Строительство зданий и сооружений любого назначения не обходится без основных элементов. Металлическая балка является главной составляющей при возведении зданий. Данная металлоконструкция имеет достаточно широкую область применения. Она обеспечивает надежную опору. Качественно подобранные элементы позволяют значительно увеличить срок эксплуатации будущего сооружения.

В этой статье мы поговорим о том, что такое балка в строительстве, какие они бывают, а также рассмотрим основные области применения.

Что такое металлическая балка

Балка представляет собой металлическую конструкцию, которая предназначена для увеличения показателей прочности и устойчивости различных строительных объектов. Для их производства в основном используется сталь с различными добавками, которые увеличивают сопротивление металла при изгибе.

Изготавливаются различные виды металлоконструкции. Балка равномерно распределяет нагрузку по всей своей поверхности. Основное конструктивное назначение данного элемента – это надежная опора. В большинстве случаев из стальных балок делают перекрытия этажей и кровли зданий.

Как изготавливается металлическая балка

Любая балка состоит из стенок и полок, которые соединяются специальными стыковыми швами. В зависимости от разновидности их конструкция может отличаться. Стыковые швы выполняются при помощи сварки. Производством занимаются на оборудованных предприятиях, где имеются все необходимые станки и приспособления. Процесс изготовления выполняется в несколько технологических этапов согласно ГОСТу.

Линия производства металлической балки

Для каждого вида имеется свой ГОСТ, которые регламентирует все основные показатели и характеристики. Есть ряд определенных параметров, которые строго контролируются и проверяются у готовой продукции:

Вес готового изделия;
Площадь специального поперечного сечения;
Конкретная высота и ширина готовой продукции;
Радиус закруглений после сварки, которые располагаются внутри;
Угол наклона граней, которые располагаются на внутренней поверхности.

В зависимости от основной площади поперечного сечения стальная балка имеет несколько групп. Группы маркируются цифрами от 10 до 60. Для каждого типа металлопроката будут свои показатели и характеристики, которые необходимо строго соблюдать. Если какой-то из этих параметров будет выше или ниже даже на минимальное значение, то готовая стальная балка потеряет свою первоначальную прочность. Использование такого металлопроката может привести к плачевным последствиям. Поэтому данные показатели строго проверяются на заводе изготовителе.

Например, максимальная площадь сечения двутавра составляет 138 квадратных сантиметров. В этом случае его высота будет достигать 600 миллиметров, а вес порядка 108 килограмм на каждый погонный метр. Продукция выпускается строго определенной длинны (от 4 до 12 метров). Длина изделия напрямую зависит от площади поперечного сечения. С увеличением показателя площади будет увеличиваться и длина.

В соответствии с ГОСТ 8239-89 можно изготавливать металлические балки любого другого размера, которые не прописан в самом ГОСТе. Для этого необходимо выполнить дополнительные расчеты, чтобы получить точные характеристики основных параметров под индивидуальные размеры. Этим занимаются профессиональные инженеры на предприятии. При расчетах учитывается множество других параметров. Например, показатель допустимой погрешности, момент сопротивления и момент инерции. На основании полученных параметров делаются подробные чертежи, по которым в дальнейшем и изготавливается металлоконструкция нужного размера.

3 основные разновидности стальной балки

Существуют различные варианты классификации, но самый распространенный вариант – это разделение по форме. Можно выделить три основные разновидности стальных балок, которые применяются в современном строительстве:

Тавровые. Это металлопрокат с основным сечение в виде буквы «Т»; . Данная металлоконструкция имеет сечение в виде буквы «H». В результате того, что у изделия имеется дополнительная полка с противоположной стороны, оно становится более жестким, а соответственно и более прочным; . В сечении имеет букву «П». Данная продукция более универсальна и имеет множество областей применения в промышленности.

При возведении жилых и нежилых помещений чаще всего используются двутавровые балки. Они имеют большую жесткость, прочность и очень стойки к всевозможным изгибающим нагрузкам.

Каркас из двутавровой металлической балки

В строительстве применяются и другие разновидности балок. Например, деревянные и алюминиевые. Они имеют более узкую область применения, поэтому не так распространены, как стальные двутавры.

Главные особенности двутавра

Металлическая балка двутаврового типа имеет своеобразное сечение в виде буквы «H». Основными составляющими частями являются верхняя и нижняя полка, а между ними располагается стенка. В дословном переводе латинское слово «taurus» переводится как «бык». Поэтому многие называют данное изделие «двурогим».

Для производства используется две разновидности стали (углеродистая или некоторые марки низколегированной). Благодаря своей форме металлопрокат способен спокойно переносить достаточно большие нагрузки различного типа, включая изгибающие нагрузки.

Балка имеет несколько базовых разновидностей в зависимости от главного назначения и области применения. Полки могут быть как параллельными друг другу, так и с определенным наклоном. Параллельные полки получили большее распространение. Они в свою очередь тоже имеют несколько групп, которые обозначаются буквами русского алфавита:

«К» — основная область применения это строительство опор и колон;
«У» — данная продукция имеет достаточно зауженные полки;
«Д» — полки средней длины;
«Ш» — достаточно широкие полки, которые выдерживают дополнительные нагрузки.

7 областей применения

Имеется семь основных областей применения двутавра:

Укрепление кровли жилых и промышленных зданий. Это самая распространенная сфера применения;
Перекрытия между этажами зданий;
Всевозможные колонны и опоры у промышленных помещений и архитектурных сооружений;
Металлические фермы и каркасы для ангаров; ⇓

Шахтовые стволы;
Изготовление железнодорожных вагонов различного размера и формы;
Мосты, крановые эстакады и ряд других строительных объектов индивидуального назначения.

Базовые преимущества и недостатки

Металлопрокат стальной двутавровый, как и любая металлическая продукция имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо знать, прежде чем использовать ее в строительной отрасли.

Контроль качества двутавровой балки

Главные преимущества – это надежность и высокие показатели прочностных характеристик. Все это достигается благодаря специфическому сечению и прочной стали. Данное изделие равномерно распределяет все воздействующие на нее силы. Нет концентрации сил в одном месте, соответственно металл не устает и срок его эксплуатации значительно увеличивается. Все это позволяет использовать металлопрокат при строительстве крупных (многоэтажных) объектов с большими нагрузками.

Кроме этих главных показателей можно выделить следующие преимущества:

Относительно небольшой вес. Специальная форма сечения не требует достаточно большого количества металла для производства, поэтому вес готовой продукции небольшой. Вес никак не влияет на прочностные характеристики;
Высокая экономичность. Двутавр обладает высокой жесткостью, что позволяет использовать его для укрепления колонн и опор без дополнительных армирующих элементов. Если для укрепления использовалась обычная арматура, то пришлось бы значительно потратиться на покупку необходимо объема;
Хорошая устойчивость к сжатию и изгибающим нагрузкам. Это позволяет использовать балки в местах с повышенной вибрацией и другими видами колебаний. Например, при возведении мостов различного назначения;
Легко сваривается. Благодаря этому значительно повышается скорость монтажа строительных конструкций;
Все характеристики и геометрические показатели не меняются со временем. Металлопрокат настолько прочный, что даже под воздействием больших сил не деформируется, а соответственно все характеристики сохраняются;
Удобная транспортировка. Форма в виде буквы «H» позволяет более компактно укладывать двутавр в автотранспорт. Это значительно сокращает расходы на доставку и транспортировку.

Необходимо знать

У двутавровой балки имеется и ряд недостатков, которые тоже необходимо знать и учитывать:

Низкие показатели огнеупорности. Если в помещении или архитектурном сооружении произойдет пожар, то прочностные характеристики изделия значительно понизятся, что не позволит эксплуатировать его далее;
Подвергается воздействию коррозии. Для производства применяется низколегированная или углеродистая сталь нескольких марок, а она очень подвержена разрушению от коррозии. Поэтому использование балок данного типа в условия высокой влажности не рекомендуется. Если использовать все же приходится, то необходимо дополнительно обработать поверхности специальным защитным средством;
Нельзя использовать при строительстве зданий с очень большими пролетами. Если не будет дополнительных опор, то основные несущие способности на порядок уменьшатся;
Плохая устойчивость к скручивающим силам.

Если нужна металлическая балка — обращайтесь! Мы предоставляем все сертификаты качества, а также можете почитать отзывы наших покупателей.

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.

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.

Двутавр – самый востребованный тип металлопроката.

Сфера применения стальной двутавровой балки очень широка. В большей степени она используется в строительстве, при возведении каркасных зданий и сооружений различного типа и назначения.

Двутавр - история и общие сведения

Конструктивный элемент поперечного сечения, геометрия которого представляет собой перевернутую букву «Н» или римскую единицу, называется двутавром. Этимологическое происхождение слова «двутавр», является производным от латинского «taurus» (тавр) — бык. Соответственно, «двутавром» принято называть балку с поперечным сечением из двух тавров (двурогая балка).

Двутавр изготавливают из дерева и металла, но сегодня речь пойдет о металлической двутавровой балке. Уже не первый век человечество озабочено развитием технологий, и металлообрабатывающая промышленность не стояла на месте. Методами исследований и экспериментов было установлено, что двутавр является самой рациональной формой поперечного сечения для элементов, работающих на изгиб, т.е. для балочных конструкций.

Точной датой изготовления первой металлической двутавровой балки историки не располагают, но доподлинно известно, что чуть более полутора столетия назад, балку стали производить металлургические заводы известного германского оружейника Альфреда Круппа. Несмотря на то, что основным направлением производства было изготовление казнозарядных и дульнозарядных пушек, производство двутавра не останавливалось и приносило стабильную прибыль. Несколько десятилетий Крупп обеспечивал всю Европу (кроме Франции), а также Россию, оружием и металлопрокатом.

Примерно в 1900 году появилось первое российское производство металлического двутавра. Единственный производимый тогда тип двутаврового профиля, в силу особенностей своей геометрии, мог эффективно использоваться только в качестве элементов строительства, уступая сортаментам европейских стран. К концу 30-х годов развитие металлургической отрасли поднялось на достаточно высокий уровень, чем позволило в полной мере обеспечивать потребности строительной отрасли необходимым металлопрокатом. А в конце двадцатого века, двутавровую балку стали экспортировать в Европу и Азию.

Сфера применения стального двутавра

В сравнении с обычным тавром или уголком, двутавр отличается повышенной степенью прочности и надежности. Благодаря особой форме конструкции он способен выдерживать существенные статические и динамические нагрузки. Стальной двутавр подходит для возведения вертикальных (опоры, стеновые элементы) и горизонтальных (настилы, перекрытия) конструкций. В большей степени двутавр используется в строительстве, при возведении каркасных зданий и сооружений различного типа и назначения: производственные, общественные, административные, коммерческие, жилые.

Широко применяется в областях: машиностроения, мостостроения, судостроения, вагоностроения и автомобилестроения.

Двутавровые металлические балки идеально подходят для строительства высотных зданий, автомобильных и железнодорожных мостов. Задействуются в качестве материала для возведения опор горнодобывающих шахт и сельскохозяйственных объектов.

Оптимальные технико-эксплуатационные характеристики обеспечиваются за счет пространственной формы двутавра. Предел прочности, степень жесткости варьируются в зависимости от толщины стенок балки.

Классификация двутавровых балок

Действующие ГОСТы на сортамент балок разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований по выявлению наиболее рациональных типов фасонных профилей и частоты их градации.

Двутавр ГОСТ 8239-89

Двутавр нормальный (Б)

Двутавр широкополочный (Ш)

Двутавр колонный (К)

Классический двутавр с уклоном внутренних граней полок 6-12% (ГОСТ 8239-89) применяются главным образом в качестве элементов, работающих на изгиб, а также в составных сечениях колонн. Работа в качестве сжатых элементов (стоек, колонн) не эффективна ввиду малого момента инерции. Балки обозначаются в сортаменте по номерам, соответствующим высоте профиля в сантиметрах.

Двутавры с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93) выпускаются трех основных типоразмеров: нормальные балочные (Б), широкополочные (Ш), колонные (К). Двутавры «Б» выпускаются высотой до 1000 мм, с шириной полок до 320 мм. Двутавры «Ш» имеют высоту также до 1000 мм при максимальной ширине полок 400 мм. Двутавры «К», использование которых эффективно в колоннах зданий, имеют соотношение высоты к ширине полок 1:1 и максимальные размеры 400х400 мм.

Сварные и горячекатаные двутавровые балки

Прежде всего, следует сказать, что по методу производства различают сварные и горячекатаные двутавровые металлические балки. Горячекатаные изготавливаются путем проката стали и придания металлической болванке двутавровой формы.

Сварные получаются путем сваривания трех отдельных плоских элементов, образующих стенку и полки.

Достоинства горячекатаной балки:

· простота и дешевизна производства.

Вследствие чего она обладает более высокими показателями прочности и надежности.

Недостатки горячекатаной балки:

· Большая толщина стенок. Из-за утолщенности стенок увеличивается масса самого двутавра, а вследствие и всей конструкции в целом.

· Ограниченность размеров. На российских заводах выпускаются балки с шириной полки не более 400 миллиметров. К тому же, выпускаются они определенной длины – 12 метров. И если, к примеру, нужна балка меньшего размера, то придется отрезать лишнее, что увеличивает ее стоимость.

· Возможность производства стальной горячекатаной балки только на крупных предприятиях. Соответственно стоимость балки возрастает за счет транспортировки в населенные пункты, где нет производящих ее предприятий.

Плюсами сварных является:

· Возможность подобрать нужные размеры. Благодаря этому, можно заказать балку нужной длины, шириной полки и высотой стенки. Вследствие чего заказчик платит только за то, что ему нужно и практически любых размеров.

· Дополнительные конструкционные особенности. В зависимости от требований заказчика сварная балка может быть изготовлена с разными полками, фланцевыми соединениями, дополнительно усилена ребрами жесткости, перфорирована и иметь биметаллический состав.

· Относительно легкий вес. Сварная балка является более легкой конструкцией, что позволяет сэкономить дополнительные денежные средства при фундаментных работах и возведении стен.

Недостатками сварной являются:

· Наличие швов. Это существенно снижает прочность конструкции. Тем более если сварка имеет дефект.

· Использование дополнительных деталей для усиления. Использование арматуры или другого материала при создании ребер жесткости приводит к дополнительным затратам денег и времени, соответственно увеличивая стоимость.

Расчет потребности двутавровых балок

Любые металлические двутавры изготавливаются в строгом соответствии с требованиями ГОСТ и ТУ, поэтому они имеют регламентированную форму и состав. Благодаря этому, имея нужную документацию, можно легко рассчитать необходимые размеры и параметры двутавров, необходимых для конкретной конструкции.

ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент. Настоящий стандарт устанавливает сортамент горячекатаных стальных двутавров с уклоном внутренних граней полок.

ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент. Настоящий стандарт распространяется на стальные горячекатаные двутавры с параллельными гранями полок высотой от 100 до 1000 мм и шириной полок от 55 до 400 мм.

Подробнее ознакомиться с ГОСТами или скачать требуемый, Вы можете на нашем сайте, в разделе Справочник.

Геометрическими характеристиками являются:

· Высота – это расстояние между двумя плоскими площадками, называемыми полками, в сечении двутаврового профиля.

· Ширина – это длина полок двутавра.

· Толщина стенки – это толщина средней плоскости находящейся между полками. Этот параметр является одним из наиболее важных, так как от толщины стенки напрямую зависит несущая способность и прочность двутавра.

· Средняя толщина полки. Полки двутавра не прямоугольные, а имеют неправильную форму. К концам полки они сужаются, а в середине полки, к месту примыкания ее к стенке, расширяются вовнутрь. Поэтому средняя толщина полки рассчитывается по следующей формуле: ширина полки минус толщина стенки деленная на четыре.

· Радиус внутреннего закругления – это параметр закругления полки в месте ее примыкание к стенке. Благодаря тому, что полка примыкает к стенке не под прямым углом, а по радиусу возрастают ее прочностные характеристики. Радиус закругления полки. Так как на концах полки не требуется такая толщина и основная нагрузка идет к центру балки на стенку, то полки двутавра сужаются по радиусу.

· Уклон внутренней части полки. Полка также может идти под определенным углом по внутренней части, расширяясь к центру.

Важно! От этих параметров напрямую зависят технические характеристики двутавра, поэтому все они прописаны в ГОСТе и должны быть выполнены в строгом соответствии с ними.

При определении количества необходимого для различных конструкций материала, выбора способа транспортировки необходимо знать соотношение размеров и массы двутавровых балок. Необходимость перевода одной величины в другую возникает так же при разработке проектной документации.

На сайтах металлопроизводителей можно найти он-лайн калькуляторы для необходимых расчетов, но многие специалисты предпочитают пользоваться справочными данными, указанными в соответствующих государственных стандартах.

Для определения размеров горячекатаных стальных двутавров, вы можете воспользоваться таблицей, приведенной ниже.

Купить двутавровую балку в Новосибирске, Красноярске или Новокузнецке очень просто!

Позвоните и наши специалисты проконсультируют Вас, а также помогут оформить заявку.

Виды металлических балок для перекрытий

Балка – представляет собой длинномерный элемент, длина которого значительно больше характерного размера для поперечного сечения. В составе строительных конструкций балка работает, главным образом, на изгиб, поэтому ее рекомендуется изготавливать с тонкостенным поперечным сечением. Наиболее востребованными являются балки двутаврового сечения, представляющие собой Н-образный профиль, который образован двумя параллельными полками и соединяющей их стенкой.

Рис.1 - Двутавровые балки на холодильнике прокатного стана

В строительстве используются балки перекрытия из различных материалов. Наиболее востребованным вариантом является сварной или катанный двутавр. Расчет металлических балок перекрытия ведется, исходя из количества опор, схемы опирания на стены и крепления к основанию, условий эксплуатации и других факторов. На основании расчета выбирается наиболее экономически приемлемый вариант балки.

При необходимости выполняется усиление металлических балок перекрытия. Такие мероприятия требуется проводить, если в процессе эксплуатации этот элемент подвергается горизонтальным нагрузкам, которые могут привести к снижению его характеристик и разрушению. Во избежание этого явления металлические балки усиливают одним из следующих способов:

применение накладок для увеличения сечения (рис. 2а, 2б);
обетонирование (рис 2в);
использование шпренгеля (рис. 2г);
применение распорных или натяжных устройств для регулировки напряжений (рис. 2 д, 2е);
использование дополнительных опор (рис 2 ж, 2з).

Рис. 2 - Методы усиления балок

В зависимости от метода изготовления выделяют следующие виды металлических балок перекрытия:

горячекатаные двутавры – наиболее дешевый и простой вариант, который предполагает использование серийно выпускаемого проката;
сварные, болтовые, клепаные балки – изготавливаются специализированными предприятиями и позволяют решать нестандартные строительные задачи.

Горячекатаные двутавровые металлические балки перекрытия

Основной объем используемого в строительстве двутавра изготавливается горячей прокаткой из непрерывнолитой заготовки. В зависимости от технологии производства и геометрических характеристик продукции выделяют несколько групп балок.

Двутавры с уклоном граней полок по ГОСТ 8239

Этот вид продукции отличается наличием уклона внутренних граней полок относительно внешних в пределах 6-12°. Такая продукция имеет следующие характеристики:

выпускаемые профили – от балки 10 до балки 60 (число обозначает высоту в сантиметрах);
ширина профиля – от 55 до 190 мм;
толщина стенки – от 4,5 до 12 мм;
толщина полок – от 7,2 до 17,8 мм.

В качестве балок перекрытий могут использоваться усиленные двутавры с уклоном полок по ГОСТ 19425, который изначально разрабатывались для изготовления подвесных путей и армирования шахтных стволов.

Рис.3 - Балка, имеющая уклон полок

Двутавры с параллельными гранями по ГОСТ 26020

В последнее время в строительстве отдается предпочтение более экономичным двутаврам, имеющим параллельные грани полок. Кроме указанного стандарта, такая продукция также производится по СТО АСЧМ 20-93 (имеет незначительное отличия по геометрии).

Характеристики нормальных двутавров:

выпускаемые профили – от балки 10Б1 до балки 100Б4 (число обозначает высоту в сантиметрах, буква «Б» - нормальный профиль, последняя цифра – номер типоразмера в группе с одинаковой высотой);
ширина профиля – от 55 до 320 мм;
толщина стенки – от 4,1 до 19,5 мм;
толщина полок – от 5,7 до 32,5 мм.

выпускаемые профили – от балки 20Ш1 до балки 70Ш5 (Ш – широкополочный тип);
ширина профиля – от 150 до 320 мм;
толщина стенки – от 6,0 до 23,0 мм;
толщина полок – от 9,0 до 36,5 мм.

выпускаемые профили – от балки 20К1 до балки 40К5 (К – колонный тип);
ширина профиля – от 200 до 400 мм;
толщина стенки – от 6,5 до 23,0 мм;
толщина полок – от 10,0 до 35,5 мм.

Рис.4 - Балка, имеющая параллельные полки

Сварные, болтовые и клепаные балки перекрытия

Такой вариант используется, когда размеры металлических балок перекрытия отличаются от стандартных или катаные двутавры не удовлетворяют расчетным условиям по общей устойчивости, жесткости либо прочности. Кроме того, предпочтение «сборным» балкам отдается в случае их большей экономичности или лучшего уровня эксплуатационных характеристик.

Чаще всего используется сварная балка, которую изготавливают путем сварки автоматом под флюсом. На предварительном этапе осуществляется раскрой, зачистка и правка металла, разделка кромок под сварку, а затем, непосредственно, процесс соединения элементов в единое целое. После сварки готовое изделие правится для устранения термических деформаций (грибовидности).

Таким образом можно получать не только стандартные типоразмеры, но и изделия переменного сечения, усиленные или бистальные двутавры.

Читайте также: