Содержание:
- Назначение и технические особенности
- Виды двутавровых балок и применение
- Производство двутавров
- Используемые материалы
- Преимущества и недостатки
Балка двутавровая – это фасонный металлопрокат, широко применяющийся в строительстве, промышленности и транспортной области. Возведение мостов и туннелей, армирование опор и колонн, а также сборку перекрытий тяжело представить без этого ценного проката.
Назначение и технические особенности
Внешне изделие представляет собой горизонтальный брус из стали с сечением в виде буквы Н, нижняя и верхняя полки которого соединены стенкой. Такая геометрическая форма способствует устойчивости и стабильности конструкции даже при высоких нагрузках. Изготавливается в основном из углеродистой и низколегированной стали методом горячего проката или сварки.
Сфера использования:
- строительство гражданских и промышленных объектов;
- сборка элементов ферм;
- производство железнодорожных вагонов;
- перекрытия и кровли разного типа;
- мостовые сооружения;
- межэтажные несущие элементы;
- укрепление стволов шахт и сводов тоннелей;
- обвязка свайного фундамента;
- мачты, крановые эстакады, колонны, рамы и другое.
Большой спрос и популярность двутавров дают возможность купить металлопрокат по всей территории России.
Виды двутавровых балок и применение
В зависимости от предназначения и поставленных задач, прокат производится в виде изделий разного типа.
Двутавр специального типа, с уклоном полок, имеет внутренний скос до 10 градусов, наделяющий его отличными прочностными характеристиками. Разделяется на вид С, используемый для усиления шахтных стволов, и вид М, применяемый при строительстве подвесных путей горизонтальных перекрытий, мачт и крановых сооружений.
Стандартный тип, с параллельными полками, делится на такие виды:
- узкополочные балки, с шириной меньше стандартной, обозначаются буквой У и используются при строительстве подвесных путей;
- балка двутавровая широкополочная производится в полтора раза шире, чем стандарт, для повышения стойкости к нагрузкам и жесткости. Обозначается буквой Ш и служит для создания колонн, каркасов и опор;
- колонные двутавры обладают самыми широкими полками, для максимального повышения прочности, до двух раз. Маркируются буквой К. Используются, как несущие конструкции перекрытий или стоечные профиля;
- для менее нагруженных конструкций выбирают изделия с полками стандартной или нормальной ширины, обозначаемых буквами Д и Б.
Производство двутавров
В настоящее время применяется две технологии производства:
- Горячего проката
- Сварки
В связи со сложной формой сечения, профиль нельзя изготовить способом холодного проката, так при деформации изделие потеряет целостность. Поэтому основным методом является – горячий прокат. Суть его заключается в разогреве заготовки и дальнейшего прокатывания через вальцы, которые укатывают ее до Н – образного вида. Данный вид проката делает металл внутри изделия не напряженным. Структура не стремится к изгибу, что существенно уменьшает риск прогиба или перелома при подаче нагрузки.
При сварном способе производства двутавр составляют из трех полос, каждая из которых изготавливается по технологии горячего проката в соответствии с заданными размерами. Две полосы, в качестве полок и одна, как стенка или перемычка, свариваются между собой электросваркой под флюсом. Изделие получается довольно прочным, но уступает по показателям монолитной балке.
Используемые материалы
Для производства двутавров применяют различные марки стали:
- углеродистые;
- низколегированные;
- строительные;
- мостостроительные.
Из углеродистой стали изготавливается более 75% всех двутавровых балок, представленных на отечественном рынке металлопроката. Простота обработки, невысокая стоимость и хорошая прочность – причина ее популярности. Также она обладает неплохой стойкостью к температурным колебаниям и коррозии.
К строительным относят марки стали С235, С245 и С255. Хорошая устойчивость к нагрузкам, а именно, к деформации или излому, обусловленная большей чистотой сплава, без лишних примесей. Благодаря этому, их используют для возведения несущих конструкций.
Низколегированные стали легче переносят динамические нагрузки, поэтому применяются при судостроении, строительстве вертолетных площадок и на других объектах, склонных к перепадам давления.
Большое количество циклов динамической нагрузки присуще мостам и небоскребам. Для сооружения первых и армирования вторых применяют мостовую сталь. Долгий срок службы, прочность, надежность и замедленная коррозия характеризуют балки из этой стали.
Преимущества и недостатки
Большое количество видов и материалов позволяют оптимально подобрать необходимые вам двутавровые балки, с учётом их слабых и сильных сторон.
Преимущества двутавровой балки:
- Высокая прочность и жесткость. Хорошие эксплуатационные свойства, благодаря специальному сечению, дают возможность применения на самых ответственных объектах промышленного строительства.
- Стабильность форм. Равномерное распределение нагрузок. Состояние каркаса не меняется даже при высоких нагрузках.
- Небольшой вес. Особое Н – образное сечение позволяет снизить расход металла без снижения прочностных характеристик. Удобная транспортировка.
- Стойкость к изгибу и сжатию. Особенно актуально при строительстве мостов, тоннелей, шахт.
- Армирование объектов. Позволяет уменьшить расходы на строительство, благодаря отказу от вспомогательной арматуры.
- Монтаж с применением сварки. Сокращается время производимых работ, и, следовательно, срок сдачи всего объекта.
Недостатки двутавровой балки:
- Слабая огнестойкость. Конструкции неустойчивы при длительном воздействии открытого пламени из-за технологии производства.
- Слабая защита от коррозии. Применяемые марки стали (низколегированная и углеродистая) подвержены коррозии. Такие изделия не рекомендуется использовать в условиях сильной влажности, даже при специальной обработке.
- Ограничения по длине. Несущая способность изделия уменьшается прямо пропорционально длине, и для больших пролетов необходимы дополнительные опоры.
- Скручивание балки. Из-за конструкции с открытым сечением, слабая стойкость к скручиванию. На этапе проектирования металлокаркаса необходимо учитывать этот факт.