Выбрать двутавр – Как подобрать двутавр: формулы и пример

Содержание

Как подобрать двутавр: формулы и пример

Доброго времени суток друзья, в этой статье буду писать о том, как подобрать двутавровое поперечное сечение при плоском изгибе.

Поперечное сечение при плоском изгибе, всегда подбирается по нормальным напряжениям, так как касательные напряжения при данном виде деформации мизерны. Однако, после подбора двутавра, выполняют проверку по касательным напряжениям.

Условие прочности для двутавра

Так вот, условие прочности, при плоском изгибе, будет выглядеть так:

В неравенстве слева, записано максимальное расчетное напряжение, а справа напряжение допустимое.

Максимальное расчетное напряжение, в сопромате, находят двумя способами:

Как отношение максимального изгибающего момента к моменту сопротивления:

Либо по такой формуле:

Где М — максимальный изгибающий момент, y — расстояние от нейтральной линии до крайней точки сечения, J — момент инерции сечения.

Момент инерции и момент сопротивления связаны следующей связью:

Когда какую формулу удобнее использовать?

Если в условии задачи вас просят найти максимальное напряжение, то используйте формулу с моментом сопротивления. То есть, по этой формуле вы сразу вычислите максимальные напряжения в крайних точках сечения.
Если вам потребуется найти напряжение в любой другой точке сечения, например, в месте перехода полки в стенку, то используйте вторую формулу.

Подбор двутавра на практике

Ну что же, самое время перейти к практике. Например, посчитали вы балку, построили эпюры и нужно теперь подобрать двутавр удовлетворяющий условию прочности. Для этого вам необходимо:

Проанализировать эпюру изгибающих моментов и определить положение наиболее опасного сечения. Опасным считаем то сечение, в котором изгибающий момент максимален. Скажем, у вас он будет равен 30 кНм.

Далее необходимо определить минимально допустимый момент сопротивления из условия прочности. Допустимое напряжение примем равным 160 МПа:

Нашли момент сопротивления. Далее по сортаменту двутавров (ГОСТ 8239-89) выбираем номер профиля,у которого момент сопротивления будет ближайшим большим к нашему расчетному. Это двутавр № 20а у которого момент сопротивления равен 203 см³.

Делаем проверочный расчет. Вычисляем напряжение с табличным значением момента сопротивления:

Так как получили напряжение меньшее, чем допустимое, можно сделать вывод, что подобранный двутавр удовлетворяет условию прочности. В некоторых учебниках, авторы допускают перенапряжение для стандартного металлопроката не больше 5%. То есть, можно было взять и посчитать напряжение для двутавра №20, у которого момент сопротивления чуть меньше, чем наше расчетное значение. И возможно, что перенапряжение бы было меньше 5 %.

ssopromat.ru

Как выбрать двутавр — группа компаний «Строймет» в Ростове-на-Дону

Разнообразие металлоконструкций с каждым годом становится все сложнее, используя новые технологии. В след за этим фактом появляются новые и улучшаются уже существующие изделия металлопроката. Важном деталью многих современных конструкция является двутавр.

Двутавр или двутавровая балка – это элемент, который применяется для сложных конструкций. Его основная задача – это перераспределение нагрузки между деталями здания или сооружения. Внешний вид двутавра напоминает по форме скрепленные буквы «Т», которые называются «тавры», а значит их соединение образует «двутавр». Магазины предлагающие металлопрокатные продукты найти не сложно. А вот купить двутавр в Ростове-на-Дону необходимо предварительно подобрав необходимые характеристики данного элемента.

Какой двутавр выбрать?

Классификация двутавров различается по различным характеристикам этой детали. Само определение двутавра сводится к ому, что металлическая двутавровая балка представляет собой отрезок профиля и имеет постоянную величину сечения. Профиль может быть прокатного и сварного типа. При выборе двутавра важно обратить внимание на сортамент балок: их размеры, параметры и характеристики, методы и технологии производства, сечение и др.

Способ производства двутавров

По технологии изготовления существует 2 вида двутавров:

Сварные. Это балки, которые получают посредством сваривания. Размер таких двутавров начинается с отметки в 60 мм.
Горячекатаные. Изготовление такого рода двутавров основывается на использовании стальной заготовки с дальнейшей технологией горячей прокатки. Характеризуются балки небольшим размером – до 60 мм.

Весь технологический процесс производства двутавров, выбор сырья, размеры и характеристики установлены соответствующими ГОСТами. При выборе двутавровых балок обратите внимание на сопутствующую документацию, в которой будут обозначено выполнение всех норм и стандартов.

Конструкция двутавров

Чтобы купить двутавры в Ростове-на-Дону с подходящими характеристиками, первым делом нужно ознакомится с возможными конструкциями балок. Для двутавровой балки характерно два вида граней: параллельные и наклонные.

К первой категории относятся:

Нормальная. Номера профилей этого вида балок находятся в диапазоне от 10 до 60, они имеют минимальную толщину стенок балки, которая может достигать до 1/55 от высоты всей балки. Чем меньше толщина стенки, тем лучше балка будет работать на изгиб. Маркируются нормальные двутавровые балки буквой «Б».
Широкополочная. Имеет соответствующую маркировку «Ш» и может быть разрезная или неразрезная. Разрезной вариант балки устанавливается всегда в один пролет, так как имеет уменьшенный вес и одинаковую высоту балок. Неразрезные балки, наоборот, укладываются одновременно на несколько. Высота неразрезных двутавровых балок соотносится с шириной как 1 к 2.5 (минимум) или 1 к 1.16 (максимум). Могу использоваться без вспомогательных элементов, что значительно уменьшает объем проведенных работ, а значит – экономит время и деньги. Самым характерным отличием разрезных двутавров перед неразрезными заключается в упрощенном процессе монтажа, а также в уменьшенной чувствительности к осадкам опор. Однако для таких балок характерна и более высокая себестоимость, а значит и цена двутавров в Ростове-на-Дону будет показателем высокого качества.
Колонная двутавровая балка. Получила маркировку «К» и имеет характерно большую толщину полок двутавровой балки. Это усиливает ее прочность и надежность и дает возможность использовать колонную балку в качестве несущего элемента для постройки. Из-за своих усиленных прочностных характеристик, такой вид двутавровой балки используется в основном в значительных пролетах или при высоких крановых нагрузках. При этом это самые тяжелые из двутавров, а также они имеют самый высокий показатель износоустойчивости.
Средние полки с маркировкой «Д».
Узкие двутавровые полки, получившие маркировку «У».

Ко второй категории относятся:

Обычные балки, которые изготавливаются согласно ГОСТу 8239-89. Угол таких балок варьируется с 6 до 12%.
Специальные двутавры, к примеру, монорельсовая двутавровая балка. Такие балки имеют больший угол уклона, чем обычные. А стандартизация балки представлена в ГОСТе 19425-74. Среди данного типа двутавровых балок есть два вида маркировки «М» и «С». Для первой характерен уклон полок до 12% с использованием подвесных путей. Для маркировки второго вида уклон может достигать 16%. Такие двутавры часто используются для стволов шахт.

На какие параметры стоит обратить внимание

Стоимость двутавра в Ростове-на-Дону формируется на основании многих показателей, но основным из них будет качество расходного материала, из которого изготовлен двутавр. Чем массивней балка, тем больше нагрузку на должна выдерживать. Поэтому такие балки изготавливаются из углеродистой или низколегированной стали, качество которой должно быть на высшем уровне.

Вторым показателем, на который стоит обратить внимание – это длина балки. Как правило, она варьируется от 4 до 12 м и может подразделятся на несколько типов: мерная, немерная, кратная мерной. Также не менее важными параметрами двутавровых балок есть вес погонного метра или теоретический вес балки, толщина полки, которая будет характеризовать ее прочность и надежность.

В сечении любая двутавровая балка напоминает букву «Н», но соотношение длин между стыковочными элементами, ширина полок и угол наклона граней могут существенно отличатся. В зависимости от того, для каких целей будет применятся двутавровая балка, стоит тщательно рассчитывать какой вид двутавра подходит для вашего строительного проекта. Так как они часто используются в роли несущего элемента, то цена двутавра в Ростове-на-Дону – это не тот параметр, к минимизации которого следует стремиться.

Где используются двутавры

Двутавр является практически универсальным элементов в строительстве, а поэтому он успешно используется во многих сферах. Большинство металлических конструкций не обходится без применения двутавров. Они также активно используются при возведении жилых зданий, общественных сооружений, в сфере промышленного и гражданского строительства. Яркими примерами использования двутавров являются различные перекрытия, мосты, опоры, колонные металлические сооружения, а также армирование шахтных стволов. Исходя из сферы применения и разработанной проектной документации необходимо подобрать правильное соотношение всех параметров двутавровых балок.

Компания «СТРОЙМЕТ» предоставляет лучший ассортимент двутавров в Ростове-на-Дону по стоимости, что всегда радует клиентов и не снижает качества материалов. На нашем сайте вы можете в режиме online ознакомиться с каталогом предлагаемой продукции, оценить преимущества компании и пообщаться со специалистами, которые всегда готовы помочь с выбором необходимых вам элементов металлопроката. «СТРОЙМЕТ» – лучшее сочетание цены и качества.

По всем вопросам обращайтесь к нашим квалифицированным специалистам, которые проконсультируют по металлопрокату, уточнят цены и условия сотрудничества, оформят заказ и доставку.

strojmet.ru

Двутавровые балки перекрытия – что узнать перед использованием? + Видео

Двутавровые балки перекрытия с каждым годом обретают все большую популярность благодаря своим неоспоримым достоинствам. Познакомимся с их видами, производством и уделим внимание особенностям расчета элементов.

1 Первое знакомство с двутавром

Что собой представляет двутавр? Это профиль, сечение которого по форме напоминает букву «Н». Такое решение самым благоприятным образом отразилось на характеристиках изделия. Например, если сравнивать двутавр со стандартными конструкциями квадратного сечения, то его жесткость и прочность выше в 30 и 7 раз соответственно. Наиболее распространенными считаются металлические изделия, однако такие конструкции также изготавливают и из дерева.

Профиль с сечением по форме буквы «Н»

Рекомендуем ознакомиться

Этот профиль очень часто используется при монтаже перекрытия и возведении мостовых сооружений. Кроме того, встретить двутавровые балки можно в автомобильной промышленности, вагоностроении, еще они незаменимы, если речь идет об армировании шахтных стволов. Основными характеристиками этого вида металлопроката считают высоту самого двутавра, ширину, среднюю толщину, а также радиус закругления полок. Еще учитывается и радиус внутреннего закругления. Все эти показатели и определяют дальнейшее применение элемента. Например, для поверхностных путей используют балки серии М с уклоном внутренних граней полок равным 12°. Если речь идет о прокате серии С, применяемом для армирования шахтных стволов, то этот параметр увеличивается и составляет 16°.

2 Особенности классификации и маркировки

Внутренние грани полок двутавра могут располагаться параллельно либо с уклоном. В зависимости от условий применения и соотношения размеров прокат делится на следующие типы. Нормальные, широкополочные и колонные элементы обозначаются символами «Б», «Ш» и «К» соответственно. Если в маркировке обнаружите букву «Д», то речь идет о профиле дополнительной серии. Еще широкополочные и нормальные двутавры могут обозначаться сочетанием символов «ДШ» и «ДБ».

Двутавровые балки перекрытия

Кроме того, такие конструкции делятся на сварные и горячекатаные. Первые получают путем сваривания стенки и поясов. А вот вторые изготавливают на специальных прокатных станах. Если горячекатаные изделия имеют одинаковые размеры по всей длине, а также полностью состоят из одного и того же металла, то со сварными элементами можно экспериментировать. Их пояса могут состоять из листового или профильного проката, гнутого профиля либо швеллера. При этом характеристики и свойства поясов одного и того же двутавра иногда отличаются, так как состоят из различного металла. Существуют изделия переменного сечения. Это дает возможность более рационально использовать металл и упрочнить конструкцию в местах повышенной эксплуатации.

3 Достоинства и недостатки такого металлопроката

В этом пункте суммируем все плюсы, которыми обладают двутавровые балки. Прежде всего стоит отметить их отменные прочностные характеристики, благодаря которым этот материал можно использовать даже в качестве перекрытия очень длинных пролетов. При этом монтаж элементов не составит огромного труда, да и при необходимости вы всегда сможете обработать поверхность. Такой прокат не подвержен ни деформации, ни усадке. Его по праву можно назвать универсальным, ведь такая балка встречается как в конструкции потолка, так и стен.

Внутренние грани полок двутавра с уклоном

Еще достоинства и недостатки элементов во многом зависят от их вида. Например, горячекатаные конструкции монолитные, и нет необходимости применять дополнительную арматуру, даже если речь идет об очень сильных нагрузках. К тому же они более просты в изготовлении и экономичны. Сварной профиль имеет дополнительные ребра жесткости, благодаря которым можно снизить толщину стенок и соответственно себестоимость изделия. Плюс такие элементы изготавливают по индивидуальным заказам, и их размеры устанавливает клиент. Это позволяет минимизировать отходы во время строительства. Также по требованию заказчика конструкция может быть усеченной, равно- либо неравнополочной, иметь перфорацию, фланцевые соединения.

А вот к минусам монолитного проката стоит отнести высокую емкость металла, вызванную утолщением стенок, а также вес и размеры конструкции. Дело в том, что такие двутавровые балки изготавливаются только в соответствии с ГОСТом, а значит, их параметры, в том числе и длина, должны полностью соответствовать размерам, указанным в документации. Поэтому очень часто мы вынуждены самостоятельно резать элемент, а излишки приходится списывать в отходы, что нерационально. Недостатками сварных изделий можно назвать необходимость использования дополнительной арматуры для создания ребер жесткости, что увеличивает трудозатраты.

4 Правила калькуляции двутавров

Как видно, выбор двутавровых конструкций довольно большой, но чтобы использование этого элемента было рационально и конструкция получилась надежной, следует правильно подобрать профиль. В этом пункте мы рассмотрим, как найти подходящий двутавр. Если планируете использовать изделие для перекрытия, необходимо знать такие параметры, как расстояние между стенами и максимальную нагрузку, которая будет приходиться на будущую конструкцию. Далее провести расчет можно с помощью специальных онлайн-калькуляторов либо вычислить параметры самостоятельно.

Заглянув в ГОСТ, вы найдете таблицы, в которых указаны обозначения, размеры, площадь сечения профиля и линейная плотность материала. Также существуют таблицы, где оговаривается масса одного метра изделия. Чтобы узнать вес всего элемента, необходимо умножить массу его метра на длину. А вот для расчета несущей способности двутавровой конструкции нужно уточнить и ширину полок. Причем этот параметр должен соответствовать и сечению несущей колонны. Например, если это квадрат со стороной 510 мм, тогда необходимо подобрать профиль шириной не более 460 мм. Это обусловлено тем, что двутавр нужно будет приваривать и требуется оставить запас для сварочных швов.

Таблица размеров двутавра

Для расчета нагрузки следует сначала узнать нормативное воздействие (нагрузка, приходящаяся на 1 м профиля). Затем это значение умножаем на коэффициент прочности по нагрузке и полученный результат суммируем с массой изделия. Таким образом, мы вычисляем момент сопротивления, а там дело за малым, осталось только подобрать из сортамента нужный профиль.

При этом следует учитывать, что металлическая конструкция может использовать максимум 80% от допустимого прогиба.

Современные технологии значительно упрощают нашу жизнь и если нет никакого желания самостоятельно заниматься расчетами и подбирать нужный вариант по справочникам, то можно воспользоваться онлайн-калькулятором. С ним работать очень просто, необходимо всего-то заполнить пустые поля и программа выдаст оптимальные варианты. Нужно указать конструкцию, в которой будет использоваться двутавровая балка, например, она необходима для перекрытия. Затем уточняете максимальный пролет и шаг установки профиля. Шагом называется расстояние между двумя элементами, расположенными параллельно друг к другу. Рекомендуемая величина составляет 1 м, но в некоторых случаях можно увеличить его до 1,2 м. Также необходимо знать расчетную нагрузку, приходящуюся на квадрат и угол наклона стропил. Теперь вы знаете, какой именно элемент лучше всего подойдет для конкретного перекрытия.

5 Усиление своими руками – делаем безопасно

Безусловно, лучше всего подобрать двутавр с нужной несущей способностью и использовать его, но иногда такой возможности нет и необходимо усилить конструкцию самостоятельно. Этому вопросу мы и уделим внимание. Стоит отметить, что усиление различных узлов происходит неодинаково.

Выбор двутавра с нужной несущей способностью

Если на элемент перекрытия приходятся нагрузки на сжатие, растяжение либо изгиб, то необходимо увеличить сечение изделия. Сделать это можно, приварив дополнительные детали к профилю. Однако действовать нужно обдуманно и руководствоваться размерами двутавра, а также направлением сварочных работ. Дело в том, что во время этой операции металл нагревается, и несущая способность элементов может, напротив, снизиться. Для продольных швов максимально возможное понижение этой характеристики не превышает 15%. А вот если речь о поперечном направлении, то несущая способность может снизиться на целых 40%. Так что накладывать швы в поперечном направлении нельзя.

tutmet.ru

Стальной швеллер или двутавр: что лучше?

Здравствуйте, коллеги! Двутавровые балки и швеллера – металлические профиля, применяющиеся в строительстве и различных видах тяжелой промышленности. Оба вида изделий изготавливаются из прочной стали и предназначаются для укрепления сооружения.

В строительстве их применяют для армирования бетонных конструкций, укрепления стен. Сфера, в которой наиболее часто бывают востребованы как двутавр так и швеллер – перекрытия зданий.

Кстати, заказывая строительство склада из металлоконструкций, офисного здания, торгового павильона или центра, в том числе и «под ключ» у нас в ООО «Новый профиль», вы получаете оптимальную смету, отменное качество, возможность оригинального проектирования! Подробнее: http://ramcon.ru/stroitelstvo-iz-metallokonstruktsij.html >>>

Швеллер и двутавр: отличия

Достаточно взглянуть на две эти разновидности металлоконструкций: при визуальном сходстве они имеют значительные технические отличия.

Двутавровая балка представляет собой стенку с перпендикулярными полками одинаковой ширины, чаще всего равноудаленными от центра полки.

Швеллер – это профиль, имеющий вид стенки с прикрепленными к ней одной стороной полками. В разрезе он напоминает букву «П».

Эти отличия имеют не только внешнее значение, они также влияют на технические характеристики изделий. Иногда полки швеллера могут быть немного завалены внутрь – такой профиль способен выдержать повышенную нагрузку и обладает большей надежностью, чем стандартный П-образный.

Чем отличается швеллер от двутавра?

Прочностью. Степенью выносливости двутавровые балки значительно опережают швеллера. Это обусловлено наличием двух полок с обеих сторон, благодаря которому изделие обладает большей жесткостью. По прочности один двутавр способен заменить два швеллера. На надежность сооружения также оказывает влияние узел крепления двутавра и швеллера. Это крепление, с помощью которого профиля соединяются между собой, а также крепятся к опорным конструкциям или трубам.
Материалом. Балки с двутавровым сечением изготавливается исключительно из металлов и сплавов с повышенным индексом прочности, в то время как швеллера могут быть в том числе деревянными и алюминиевыми.
Весом. Сравнивая вес швеллеров и двутавров, целесообразно брать за основу изделия с одинаковыми номерами, изготовленные из одного и того же металла. Так, вес стального двутавра среднего размера (№14) – 16,9 кг/пог. м, такого же размера стального швеллера – 12,3 кг/пог. м.
Способом изготовления. Двутавровые балки – сварочные изделия. Их производство занимает несколько этапов – от изготовления заготовок до их сборки и последующей сварки. Реже используется горячекатаные двутавры. Что касается швеллеров, то они могут изготавливаться двумя способами: горячекатаным и гнутым. В первом случае металлическая заготовка нагревается до высокой температуры и при помощи специального станка ей придается требуемая форма. Гнутые швеллера производятся холодным способом – края заготовок в этом случае просто загибаются под нужным углом. Швеллера, угол полок которых < 90°, обладают более высокой прочностью, чем стандартные, но все-таки не дотягивают по надежности до двутавровых профилей.

Двутавры также отличаются между собой гранями полок. Как и швеллера, они могут быть параллельными либо с определенным углом наклона.

Двутавр или швеллер: что прочнее?

Разные характеристики профилей обусловливают разные сферы их применения. Благодаря повышенной надежности двутавр используют при возведении высотных домов, мостов, промышленных предприятий, электростанций, гидроэлектростанций и т.д.

Швеллер – стандартный профиль, используемый при строительстве небольших зданий, вагонов, хозяйственных и подсобных помещений, гаражей.

Перфорированные швеллера применяются в монтаже небольших металлоконструкций.

Иногда в строительстве вместо изготовленных на заводе двутавров используются самодельные. Для этого берутся два швеллера и свариваются вручную стенка к стенке.

В результате получается конструкция, внешним видом напоминающая двутавровую балку, но совершенно не идентичная ей по надежности соединения.

Размышляя, что лучше – два швеллера или двутавр, опытный строитель всегда остановится на втором варианте.

Не менее распространено и сваривание двух швеллеров «коробочкой». При этом типе сварки швеллера прикладываются друг к другу срезами полок и в таком положении свариваются.

Говорить о высокой степени надежности такого соединения также можно с большой натяжкой, поскольку сварка металлических конструкций имеет строгий требования согласно ГОСТу, придерживаться которых в кустарных условиях невозможно. Заменить «коробочки» лучше трубами с квадратным сечением.

Что прочнее на изгиб – двутавр или швеллер?

При одинаковых характеристиках (материал, длина, толщина среза) балка с двутавровым сечением выдерживает изгиб лучше, чем швеллер. Прочность изгиба также зависит от того, будет ли балка жестко закреплена или она будет стоять на опорах, а также от длины прогона.

Тавр, двутавр, швеллер, уголок: что выбрать?

Помимо швеллеров и двутавров, весьма востребованы в промышленной сфере и другие виды изделий металлического проката – тавры и уголки. Это более простые виды профилей, также используемые в строительстве и ремонте:

Уголок (холодногнутый, горячекатаный) — алюминиевое или стальное изделие, применяемое для возведения и укрепления сооружений, а также в качестве отделочного элемента при косметических ремонтах. В разрезе уголок имеет вид буквы «Г». В зависимости от длины полок металлический уголок может быть равнополочным и неравнополочным.
Тавр – этот вид металлопрокатных изделий изготавливается преимущественно из алюминия. Его назначение – принимать на себя основной вес строительной конструкции, повышая тем самым ее прочность и безопасность эксплуатации. Сечение тавра напоминает букву «Т».

Будучи более легкими, тавры и уголки чаще используются для строительства и отделки небольших построек, а также для монтажа временных металлических конструкций (сцен, рыночных и ярмарочных павильонов, съемочных декораций).

Выбирая профиль, следует принимать во внимание цель, с которой она покупается (армирование бетона, укрепление перекрытий).

Значение также имеют такие параметры, как общий размер будущего сооружения, примерная нагрузка, которая ляжет на него, а также прогнозируемое время эксплуатации.

Кстати, заказывая строительство склада из металлоконструкций, офисного здания, торгового павильона или центра, в том числе и «под ключ» у нас в ООО «Новый профиль», вы получаете оптимальную смету, отменное качество, возможность оригинального проектирования! Подробнее: http://ramcon.ru/stroitelstvo-iz-metallokonstruktsij.html >>>

Наиболее жесткое соединение дает балка с двутавровым сечение, за ней по степени надежности следуют тавровая и швеллерная балки, последнее место по прочности занимают уголки.

Швеллер и двутавр: цена

Цена швеллерных и двутавровых балок устанавливается из расчета за погонный метр, при оптовых покупках – за тонну. Стоимость металлических профилей зависит от их размера, материала, из которого они сделаны, а также способа изготовления.

С уважением,
ООО «Новый Профиль».

Очень обяжете, если поделитесь страничкой!

ramcon.ru

Двутавр ГОСТ

Двутавр – профиль из металла, который изготавливается из низколегированной и углеродистой стали, дерева или стеклопластика. Сечение напоминает две буквы «Т», соединенные вместе и образует букву «Н». Двутавр используется в строительном деле для формирования жилых помещений.

Особенность двутавра в том, что он в 30 раз жестче и в 7 раз прочнее обычной квадратной балки. Даже швеллер не имеет такой прочности.

Минусом является его устойчивость к скручиванию. Сфера использования: монтаж балок потолочного перекрытия. Мы рассмотрим разновидности изделий, их характеристики, а также положения ГОСТ двутавра.

Виды двутавров и характеристики

В строительстве конструкций обойтись без двутавра нельзя. Ввиду этого профили делаются не только из стали, но и из следующих материалов:

дерево;
алюминий;
железобетон;
стеклопластик.

Для частного домостроения используются стальные двутавры, деревянные и сварные. Свои технические характеристики материал получил благодаря особому сечению. Все основные положения о двутаврах указаны в ГОСТ 8239-89. Согласно положению, поперечное сечение профиля должно выглядеть таким образом:

Где: h является высотой, b – шириной полки, S – толщиной стенки, t – средней толщиной полки, R – радиусом внутреннего закругления, r – радиусом закругления полки.

Горизонтальная поверхность, которых у него две, называется полкой. Она служит опорной площадкой и является несущей. Нагрузка распределяется по поверхности и не дает двутавру опрокинуться или перекоситься. Получается что перекрытия, сделанные из этих балок, получаются высокопрочными, что важно для дальнейших монтажных работ.

Обратите внимание! Прочность двутавров, расположенных рядом, суммируется. А прочность двутавров, которые укладываются друг на друга, умножается на 4.

Основные параметры изделий:

площадь сечения и размеры;
Справочные значения для осей;
масса 1 м балки.

Чтобы правильно выбрать двутавровые балки из металла, важно проверить соответствие продукции нормативам, прописанных в ГОСТ.

Маркирование и габариты балок

Согласно ГОСТ двутавр широкополочный 8239-89, размер изделия определяется высотой его стенки. Как это понять? Например, если взять профиль номер 14, то его высота (расстояние между полкой) будет составлять 140 мм, значит, балка под номером 55 будет иметь высоту 550 мм. Но это далеко не все параметры, которые прописаны в ГОСТ и характеризуют материал. Каждый номер балки имеет свои размеры, площадь сечения, массу и величины для осей. Балки можно отличить по таким параметрам:

расположение полок. Изделия бывают параллельными или имеют уклон внутренних граней;
принцип изготовления. Балки делаются сварными из листов стали, и горячекатаными. Горячекатаные представляют собой монолитную конструкцию из металла;
точность производства. Маркой «Б» обозначаются двутавры, выполнены с повышенной точностью, а марка «В» указывает на обычную точность.

Для начала рассмотрим параметры горячекатаного двутавра, его размеры и сечение указаны в таблице согласно ГОСТ 8239-72:

Дополнения:

Вес 1 м балки и площадь ее поперечного сечения вычислялись по номинальным размерам, при плотности стали в 7850 кг/м³^.
Значения в таблице, предоставленной выше, определяются так: «І» обозначает момент инерции, «W» говорит о моменте сопротивления, «S» о статическом моменте полусечения. Что касается значения «і», то оно говорит о радиусе инерции.

В ГОСТ также указываются предельные отклонения массы и габаритов. Их можно увидеть на данном фото:

Обозначения расшифровываются так:

b₁ – ширина части, которая укорочена;
b₂– ширина части, которая удлинена;
∆ – уровень перекоса;
f – уровень прогиба у стенки двутавра.

Нормальными принято считать металлические двутавры, которые имеют уклон граней внутри от 6 до 12%. По своему назначению их можно разделить на два вида: обычные и специальные. Сортамент двутавров указан в ГОСТ 19425-74. Он подходит в качестве балок подвесных путей, а также может быть использован для армирования шахтного ствола. В первом случае это серия «М», во втором серия «С».

ГОСТ 26020-83 указывает на изготовление двутавров с расположением граней внутри параллельного типа. В зависимости от особенностей, можно отметить такие виды изделий:

Балочные, высота которых достигает 1 м, а ширина полок составляет 32 см. Обозначаются буквой «Б».
Широкополочные изделия, высотой до 1 м, а шириной полок до 30 см. Обозначаются буквой «Ш».
Колонные профили, ширина полки которой близка к его высоте. Обозначаются буквой «К».

Обратите внимание! Стандартный металлопрофиль имеет длину 4–12 м. В наличии есть изделия длиной 13 м. Но размер может быть обговорен согласно требованиям заказчика.

Если говорить о размерах и параметрах широкополочных двутавров, то можно обратить внимание на это фото. Двутавр широкополочный ГОСТ 26020-83 таблица.

Сварные двутавровые профили

Минус горячекатаных двутавров в том, что их размер не превышает 60Б. Если конструкция требует высокой несущей способности и высокого показателя жесткости, то применяется сварной двутавр. Они тоже маркируются по высоте стенки. Типоразмеры изделий начинаются от 45БС, высота которых 45 см, до 200БС, высотой 2,01 м.

Технология создания заключается в использовании листов стали. Она более экономичная, но процесс трудоемок и сложен. Надежность изделий сварного типа и их качество напрямую зависит от оборудования, которое используется для работы, а также от правильного выполнения работ:

Выбираются заготовки нужной толщины, которые раскраиваются на станках с человеческим программным управлением (ЧПУ). Другой вариант раскройки – оборудование термической резки.
Что касается сварных работ, то каждый элемент профиля формируется на современном заводе. Сваркой не занимается человек, все происходит на автоматизированной линии с использованием гидравлического прижимного элемента.
Готовый двутавр следует подвергнуть работе по правке. Благодаря ей устранится термическая деформация изделия, и сама балка будет иметь четкую геометрию.

Причиной некачественного продукта и заниженных эксплуатационных характеристик являются такие факторы:

создание будущего двутавра из малоуглеродистой стали;
применение старого оборудования;
низкий уровень квалификации сварщика;
неправильное соблюдение технологического процесса.

Подобные кустарные методы неприемлемы. Это скажется на характеристиках материала. Вот почему рекомендуется выбирать те двутавры, которые сделаны надежными компаниями в согласии со всеми положениями ГОСТ.

При помощи метода сварки образуются разнополочные профили. Благодаря этому можно выбрать идеальную площадь сечения, уменьшая большой запас прочности конструкции. К тому же по заказу можно создать сварные двутавры, которые имеют вырезы и отверстия. Такая форма опор экономичная и технологичная.

Подробный процесс изготовления балки сварочным методом вы можете увидеть из этого материала.

Плюсы и минусы двутавровой балки

Вы удивитесь, но на территории России и других странах СНГ есть больше 20 металлургических заводов, производящих продукцию. При этом некоторые настолько большие, что выпускают миллионы прокатной продукции в год.

Большинство из продукции – именно балки Н-сечения. Это непросто, ведь профиль всегда используется в строительстве. Он имеет следующие преимущества:

Идеальное сечение. Форма подобного балочного элемента самая рациональная, что касается расхода материала и его характеристик.
Прекрасные показатели износоустойчивости, а также прочность конструкций, которые сделаны с использованием балок.
Можно не переживать о качестве готовой продукции, так как существуют параметры ГОСТ о двутаврах, а также технические условия создания.
Применения в строительстве больших многоэтажных конструкциях. И если постройка требует высокой прочности, то ее способны обеспечить монолитные горячекатаные балки, в которых нет сварных швов.
Разнообразие характеристик и особенностей сварных двутавров. С ними можно облегчить балочную конструкцию, снизив нагрузку на фундамент и себестоимость возведения постройки.

Как видно, плюсов у изделий немало. Но, минусы тоже присутствуют. Их нужно знать и учитывать при строительстве:

Н-образные профили имеют недостаточную устойчивость к скручиванию. Она в 400 раз меньше, чем у изделий с круглым сечением;
так как горячекатаные двутавры большого типоразмера отсутствуют, то их приходится заменять балкой, сделанной методом сварки. А подобные изделия имеют другие характеристики;
неоправданно большая металлоемкость и много отходов, если использовать изделия длинной и толщиной, которые прописаны в ГОСТ, а не указаны заказчиком для определенной цели.

Обратите внимание! Купить прокатную балку вы можете у посредников или же сразу у производителя продукции. А вот двутавры, сделанные методом сварки нужно заказать заранее.

Заключение

Двутавровые балки используются для создания металлического перекрытия, мостового сооружения, вагоностроении и т.д. Благодаря положениям ГОСТ и четкому следованию инструкции по изготовлению, на выходе получаются идеальные изделия, которые можно использовать в той или иной ситуации без страха. Мы рассмотрели особенности изделий, их разновидности, преимущества и недостатки и положения ГОСТ.

Что еще почитать по теме?

Автор статьи:

Сергей Новожилов — эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в социальных сетях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

proroofer.ru

Область применения двутавровых балок | Компания Металл СтройКомплект

В настоящее время для строительства применяют многие виды современных материалов, включая лист рифленый (ромб/чечевица), сэндвич-панели и, конечно, двутавровые балки. Двутавр – изделие, которое незаменимо при решении вопросов в области гражданского и промышленного строительства, сооружения мостов, устройства опор и колонн.

Как выбрать двутавровую балку (двутавр)?

Активное использование двутавровых балок обусловлено их техническими и эксплуатационными характеристиками. Данный вид сортового проката обладает следующими преимуществами:

продолжительный срок службы;
возможность перекрытия больших пролетов;
простота и надежность конструкции.

Вопрос о том, какой двутавр выбрать для перекрытия, волнует большинство людей, которые запланировали строительство. Для определения нужно выполнить два расчета:

узнать полезную нагрузку;
определить собственный вес профиля.

Также нужно рассчитать длину балок и шаг, который должен быть между ними. Полезная нагрузка «состоит» из массы каждого слоя материала в перекрытии.

Область применения двутавровых балок обширна, т. к. они способны выдерживать значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Этого удается достичь за счет двойного Т-образного сечения. Даже при суровых условиях использования такие изделия имеют срок службы в несколько десятилетий. Применение двутавровой балки для перекрытия дает возможность обеспечить прочность конструкции в целом.
Стальные двутавры являются прочными и надежными. За счет этого удается с их помощью перекрывать пролеты в 4-6 метров. Следует отметить, что такие конструкции не подвержены горению. Стоимость изделий несколько выше, чем деревянных, но их прочность и первоначальные технические характеристики не изменяются с течением времени.
По мнению специалистов, использование двутавровых балок для создания перекрытий – это намного удобнее, чем применение уголков или квадратных профилей.
При выборе следует обратить внимание на толщину стенок и полок, а также расположение граней.

metallz.ru

Брус или двутавровая балка в каркасном доме

Основным конструктивным элементов в каркасном доме является брус, но в последние годы конкурентом брусу стала деревянная двутавровая балка. Конструктивно деревянная двутавровая балка повторяет профиль балки из металла.

Профиль двутавровой балки обеспечивает максимальное сопротивление балки на изгиб – качество, которое в строительстве широко используют при устройстве перекрытий зданий и сооружений.

Устройство деревянной двутавровой балки

В малоэтажном строительстве металлические двутавровые балки редко используются. Им на замену пришли деревянные двутавровые балки. Они успешно заменяют классические деревянные перекрытия из бруса, брус в стойках каркаса и в устройстве полов, стропила из бруса в кровле каркасного дома.

Двутавровая балка из дерева представляет собой две деревянные полки, соединенные между собой стойкой из ОСП, ЛВЛ или фанеры.

ЛВЛ – это пиломатериал, изготовленный путем склейки нескольких слоев древесных листов хвойных пород дерева.

В России более широко используют в качестве стоек ОСП и фанеру, так как ЛВЛ производят пока только два завода в городах Торжок и Нягань.

Брус или двутавровая балка

Для каркасного домостроения отлично подходят и брус, и двутавровая балка. Каждый из этих строительных материалов имеет свою эффективную сферу применения, и оба используются при возведении каркасных домов.

Двутавровые балки в каркасном строительстве используют при монтаже полов и перекрытий – это их эффективная сфера применения. Для монтажа каркаса в качестве стоек используют равнозначно брус и двутавровую балку. Для монтажа кровли предпочтительно использовать брус, поскольку диагональный срез двутавровой балки на оконцовке стропил ухудшает ее прочностные характеристики, чего не происходит с брусом. Обвязка по фундаменту делается из бруса или доски, но пол лучше монтировать из деревянного двутавра – это исключает скручивание и усадку. Плюс не будет скрипа полов при эксплуатации.

Технические характеристики обычного бруса и деревянной двутавровой балки

В каркасном домостроении используется четырехкантный брус, имеющий стороны не менее 100 мм. Меньший размер именуется бруском, который используется для изготовления стоек, стропил, обрешетки и других элементов каркасного дома.

Размеры бруса нормируются ГОСТами и ТУ. Самым ходовым размером является брус сечением 150х150 мм и длиной 3 или 6 метров из деревьев хвойных пород. На рынке продается брус 1, 2, 3 и 4 сортов. Для каркасного строительства используется брус 1 и 2 сорта.

Технические характеристики бруса зависят от вида древесины, ее возраста и влажности. Брус естественной влажности обладает более низкой теплозащитой и менее устойчив к грибковым поражениям древесины. У просушенного бруса выше прочность при сжатии вдоль волокон и превышает уровень 450 кг/ см², плотность достигает 900 кг/м³, момент упругости Е бруса 150х150 мм составляет 6000 -7000 МПа . Благодаря этим показателям брус используется в каркасном домостроении для изготовления каркаса и перекрытий.

Намного лучшими характеристиками обладает клееный брус, его готовят из тонких пластинок древесины хвойных пород (ламелей).

При изготовлении такого бруса предварительно пропитанные антисептиками и антипиренами ламели склеиваются и обрезаются по необходимому размеру. Такой брус может иметь длину до 12 метров с отличными характеристиками для создания перекрытий зданий с большими пролетами.

Двутавровая деревянная балка не подвержена прогибу, скручиванию и усадке. Ее длина может достигать 12-13 метров с нормативной величиной прогиба, а момент упругости Е у двутавровой балки в среднем равняется 12000 Мпа при ее весе в два раза меньше по сравнению с брусом.

Деревянная двутавровая балка или ЛВЛ брус

Лучшими характеристиками обладает ЛВЛ брус, который изготавливается из лущеного шпона (древесных пластин) толщиной 2-3 мм хвойных пород. При изготовлении несущих конструкций слои шпона направлены одинаково и склеиваются между собой фенолформальдегидным клеем. Он сравним по своим техническим характеристикам с двутавровой деревянной балкой. Например, модуль упругости вдоль волокон Е у бруса ЛВЛ, выпускаемого в Торжке, колеблется в зависимости от марки бруса от 11000 до 14000 МПа. Плотность ЛВЛ бруса составляет 480 кг/м³.

Вес балки ЛВЛ ниже, чем у двутавровой балки. Поэтому для межэтажных и чердачных перекрытий очевидно преимущество ЛВЛ бруса.

Главным препятствием при выборе несущих элементов перекрытия в пользу двутавровой деревянной балки является ее высота: двутавровая балка «съедает» полезное пространство дома в гораздо большей мере, нежели брус ЛВЛ или обычный брус. Это утверждение справедливо при использовании бруса на пролетах в 2 — 4 метра, при больших пролетах обычный брус просто нельзя использовать. Брус ЛВЛ используют в пролетах зданий до 10 м, деревянную двутавровую балку в пролетах до 13 м. Высота двутавровой балки в этом случае достигает 40 см.

Преимущества и недостатки балок из бруса и двутавровой балки

Достоинства обычного бруса

Главным достоинством обычного бруса является его экологическая чистота и низкая стоимость в сравнении с остальными упомянутыми материалами. При возведении небольших домов в качестве основы чердачных перекрытий используют исключительно обычный брус. Нецелесообразно использовать в таких строениях клееный брус из ламелей и ЛВЛ брус из-за их дороговизны.

Недостатки обычного бруса

Брус из хвойных пород подвержен усадке.
Брус гигроскопичен – впитывая влагу, он изменяет свои характеристики теплосопротивления.
Брус может изменять свою геометрию, растрескиваться и скручиваться.
Брус подвержен гниению и заражению грибком.
В брусе могут поселиться короеды и другие вредители древесины.
Брус в пожарном смысле более опасен, чем двутавровая деревянная балка. Все элементы двутавровой балки обрабатываются антисептиками и антипиренами в процессе производства. Брус, если и проходит обработку этими веществами, то лишь поверхностную обработку.

Достоинства двутавровой деревянной балки

Преимущества двутавровой балки проистекают из его технических характеристик:

малого веса;
способности противостоять влаге, гниению, насекомым;
более высокой огнестойкости, чем обычный брус;
двутавровая балка обладает меньшей теплопроводностью, чем обычный брус;
длительный срок службы;
в двутавровой балке можно сверлить отдельные коммуникационные отверстия, без потери ее прочности.

Недостатки двутавровой деревянной балки

К недостаткам балки относится пластичность смол, которыми склеена балка. Со временем характеристики клеевых смол меняются, в результате чего может произойти изменение геометрии балки. Практического подтверждения этого недостатка нет, поскольку время такого изменения характеристик смол еще не наступило.

Применение этих смол вызывает нарекания к экологическим параметрам двутавровой деревянной балки, как и к ЛВЛ брусу.

К недостаткам можно отнести систему монтажа двутавровых балок. Для крепления балок разработана и производится специальная оснастка, с помощью которой происходит их надежная установка.

Недостатком является дефицит этой оснастки на рынке. В то время как брус монтируется обычными гвоздями и анкерными болтами.

Главным недостатком является высокая стоимость двутавровой деревянной балки в сравнении с обычным брусом.

Выводы

Целесообразность использования того или иного материала обосновывается не только их техническими характеристиками, но и стоимостью материала. Этот вывод полностью относится к областям использования бруса и двутавровой деревянной балки.

Двутавровая балка – более современный и более качественный материал, появившийся в результате технического прогресса в производстве строительных материалов. Как правило, в начале появления нового материала цена на него достаточно высока, но со временем процесс производства нового материала совершенствуется, технология производства удешевляется, и цены на него приходят в соответствии с его качеством. Оптимальное соотношение цена-качество материала делает материал востребованным на рынке. Это сейчас и происходит с деревянной двутавровой балкой.