Что такое двутавр
Под двутавром понимают стальной брус, контур которого вытянут в горизонтальной плоскости. Его боковые грани называются таврами. Поскольку этих граней 2, изделие получило название двутавра. Грани могут располагаться под небольшим углом наклона, обеспечивая равномерное распределение нагрузки на опору.
Они гораздо прочнее и жестче традиционных квадратных балок, превышая по этим показателям даже швеллеры. Если предусмотрено их использование, давление на сооружение снижается, но при этом балка прибавляет в жесткости. Здания при их применении способны выдерживать большие нагрузки как статические, так и динамические.
Виды двутавровых балок
Российские двутавры в маркировке содержат следующие сведения:
- высота и толщина профиля;
- такие же показатели по отношению к полкам;
- марку металла.
Возможно приведение и другой специфической информации. Полки бывают наклонными или параллельными. В последнем случае используется буквенная маркировка:
- «Б» — нормальные балки. Применяются для монтажа опор в гражданском и промышленном строительстве, а также при возведении решетчатых колонн.
- «К» — колонные балки. Отличаются сечением, приближенным к квадрату, поскольку высота практически равна ширине полок. Это обеспечивает их высокую устойчивость к сжатию, благодаря чему такие балки используются для перекрытий в металлоконструкциях и в качестве элементов опор.
- «Ш» — двутавры с широкими полками. Такие балки выдерживают значительные нагрузки на изгиб и обычно применяются в качестве несущих элементов. Благодаря их прочности дополнительные крепежи, как правило, не требуются.
- «У» — балки с узкими полками. Предназначены для создания каркасов зданий и сооружений. Соединяются между собой с помощью сварки, обеспечивая надежность, сопоставимую с горячекатаным прокатом.
- «М» — балки с монорельсовым профилем. Эти балки имеют особую форму профиля, которая обеспечивает повышенную прочность на изгиб и устойчивость к скручиванию.
Таким образом, виды двутавров отличаются массой, маркировкой, соответствием ГОСТ.
По классу точности их подразделяют на 3 класса: А — высокая точность, Б — профиль со стандартными погрешностями, В — повышенная точность.
Типы двутавров
Кроме того, что выделяют виды двутавров различают и типы таких изделий:
- I-двутавры — профили из металла обычной формы;
- сварные профили, включающие пластины стали и приваренные листы, используются для изготовления мостовых и промышленных сооружений;
- укороченные двутавровые балки HEB, INP с небольшими значениями массы и высоты;
- композитные балки, использующиеся при строительстве зданий и мостов, изготавливают из бетона с добавлением металла;
- усиленные профили HEB и HEA с большой высотой и усиленной массой, использующиеся для сооружений с устойчивостью к конструкции и повышенной несущей способностью.
Также двутавры подразделяют на 3 типа по соотношению габаритов и формы профиля, у которых параллельно расположены граням полок: нормальные, широкополочные и колонные (имеют обозначения Б, Ш и К соответственно). Помимо них выпускаются и свайные типы балок, обозначаемые С.
Марки стали при изготовлении двутавровой балки
Основные марки стали, которые используются при изготовлении двутавров:
- Ст3 (аналог S235), содержащая малое количество легирующих элементов, применяется для мостов, зданий;
- Ст4 (аналог S275) — более прочная сталь, использующаяся для несущих конструкций;
- 09Г2С (аналог S355) — высокопрочный металл с улучшенными механическими параметрами;
- 10ХСНД (аналог S355J2) — легированная сталь, легко сваривающаяся и характеризующаяся устойчивостью к коррозии. Ее используют в агрессивных средах при строительстве мостов, изготовлении промышленных приборов и в других областях, где требуется применение высоких температур, повышенной влажности или динамической нагрузки;
- 15ХСНД (аналог S460) — продукция наивысшего качества, отличающаяся высокой прочностью, используется при строительстве крупных инженерных систем при предъявлении к ним повышенных требований к прочности, способные выносить воздействие на них высоких нагрузок.
При выпуске изделий применяется и нержавеющая сталь, устойчивая к воздействию разных по рН сред, отличающаяся химической нейтральностью. Из-за этого она пользуется повышенным спросом в разных отраслях промышленности, включая химическую, пищевую, судостроение и многие другие. и К соответственно). Помимо них выпускаются и свайные типы балок, обозначаемые С.
Критерии технических параметров балок
Основные критерии, которые учитываются при классификации двутавров:
- ширина — показывает размеры между гранями, расположенными снаружи;
- высота — расстояние между верхним и нижним фланцами;
- толщина стенок — определяется по отношению как к верхним, так и к нижним стенкам;
- нормативы и стандарты — в зависимости от того, в какой стране изготавливается продукция, на нее могут действовать различные стандарты, включая ГОСТы, в которых приводятся размеры, допуски по отношению к стандартным значениям, как проводится изготовление и испытание готовых товаров, требованию к их транспортировке и хранению;
- масса на единицу длины (кг/м).
В зависимости от технических параметров двутавровые балки имеют свою маркировку, включающую обозначение стандарта изготовления продукции, буквенный код I и цифровое обозначение, включающее высоту, ширину и толщину.
Существуют стандартные таблицы, в которых приведены нормативы по размерам и массе двутавровых балок, но клиент их может изменять, как и формы, в зависимости от собственных предпочтений.
В соответствии с национальными стандартами России регулируются следующие параметры двутавров:
- качество и состав стали — в соответствии с ГОСТ 380-2005;
- поперечное сечение, прогибы, степень кривизны, отклонения и допуски — по ГОСТ 8239-89.
Плюсы и минусы применения разных видов двутавров
Преимущества использования сварных балок:
- изготовление несимметричных, составных, переменных сечений, позволяющих снижать массу конструкции до 10%;
- подбор оптимального составного сечения позволяет снизить массу конструкции до 35%;
- возможность использования в сечении разных видов стали полок и стенок в зависимости от напряжения участков, что способно снизить стоимость балки;
- снижение уровня отходов до 25% при выдерживании при изготовлении длины, необходимой для клиента;
- возможность увеличить ширину пролета зданий, уменьшить массу несущих конструкций, разнообразить архитектуру.
Плюсы горячекатаных вариантов:
- надежность;
- целостность;
- нет швов;
- адекватная цена.
Сварные создаются под любые размеры и необходимую конфигурацию, возможно усиление их жесткости, заказ с дополнительными полками, снижение их массы. Однако у сварных типов имеются швы и существует необходимость в создании для усиления дополнительных ребер.