Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Что такое двутавр или двутавровая балка

Сортамент двутавров

У классического двутаврового профиля (ГОСТ 8239-89) уклон внутренних граней — 6—12%:

Широкополочные двутавры изготавливаются по ГОСТ 26020-83. Такой прокат с параллельным расположением полок делится на:

  • Нормальные балочные. Маркируются буквой «Б». Они выпускаются с высотой до 1 метра и шириной до 320 мм. Считаются универсальными.
  • Широкополочные. Маркируются буквой «Ш». Высота до 1 метра, ширина до 400 мм. Используются в конструкциях лестниц и перекрытий мостов.
  • Колонные. Маркируются буквой «К». Ширина полки не сильно отличается от высоты профиля. Имеют увеличенные по толщине полки.
  • Дополнительные. Маркируются буквой «Д». Ширина может быть в диапазоне этого показателя у широкополочных и нормальных двутавров. Применяется для строительства особых конструкций.

Производители такого проката выпускают его с длиной до 12 м. Но технически, можно осуществить выпуск балок большей длины.

Сварные изделия такого типа производятся согласно ТУ У 01412851.001—95. Согласно этому нормативному документу существует несколько видов таких материалов. Они делятся по используемой стали и высоте профиля.

Главные особенности балок

Склоны и днища балки покрыты густой травянистой и кустарниковой растительностью (иногда – с небольшими участками леса). Эта особенность отличает ее от оврага, дно которого не задерновано и больше подвержено эрозии. Чаще всего балка развивается именно из оврага, но не всегда. При определенных условиях она может миновать овражную стадию «флювиальной эволюции».

В степном рельефе балка, как правило, четко и ярко выражена. Очень часто на ее склонах выступают скальные обнажения и выходы более глубоких горных пород. Особенно это характерно для балок Донецкого кряжа.

Днище балки чаще всего ровное и расширенное. Однако чем ближе к верховьям – тем оно становится более узким. В отличие от оврагов, для балок характерна разветвленная структура. В плане их форма напоминает ветвистое молодое дерево или куст. Некоторые особо развитые балки усложнены продольными боковыми террасами – выровненными ступенчатыми площадками, сложенными аллювиальными наносами.

1 Двутавровая балка – описание и назначение

Свое название данный конструктивный элемент получил благодаря специфической конструкции. Просто Т-образный профиль называется тавром, а так как сечение этой балки напоминает две буквы «Т», соединенных хвостиками, то, соответственно, она называется двутавровой. В принципе, ее сечение также похоже и на букву «Н». Она отличается повышенной прочностью, так, если сравнивать ее со стандартным прямоугольным профилем, то она будет в 7 раз прочнее и почти в 30 раз жестче. Но о ее преимуществах поговорим более подробно немного ниже.

Благодаря таким отменным характеристикам этот конструкционный материал нашёл свое широкое применение в строительной области, особенно при возведении каркасных домов. Кроме всем известных металлических изделий, существуют еще и деревянные двутавры. По сравнению с иными пиломатериалами такие элементы не будут гнуться даже при воздействии больших нагрузок. Также они совершенно неподвластны деформациям, что позволяет использовать их практически в любой конструкции. Если речь идет о доме, то их применяют для монтажа и пола, и потолка со стенами. Да и цена не сильно велика, можно сказать, даже радует.

В принципе, по конструкции существует три вида двутавра, это обыкновенный, широкополочный и колонный. Первый имеет ребра высотой в пределах от 10 до 60 сантиметров, при этом толщину полок увеличивают, дабы все внешние усилия, которые приходятся на ребра могли компенсироваться. Жесткость данных конструкций относительно невысокая, поэтому их длина не может превышать 19 метров.

Что же насчет широкополочных, то такими называются изделия, имеющие отношение ширины полки к высоте балочного профиля в пределах 0,4–0,6, при этом последний параметр может достигать одного метра. Прочностные характеристики двутавровых балок данного типа значительно выигрывают у первых.

Однако особенно прочными по праву можно назвать колонный вид, так как для его производства используют мощный стальной профиль, что позволяет такой балке выдержать нагрузку, измеряемую тоннами. Правда, данное свойство отразилось и на весе изделия, они значительно тяжелее вышеописанных видов, и поэтому их более целесообразно применять для возведения колонн.

Как правильно выбрать гостиную

Прежде чем начать приобретать наполнение комнаты (мебель), важно тщательно распланировать весь интерьер в мельчайших деталях. Этот процесс занимает много времени и сил, особенно у не профессионалов, по этому, чтобы избавиться от хлопот, лучше обратиться в дизайнерскую компанию.

Первым этапом планирования будет определение функциональных возможностей помещения. Для этого необходимо начертить на бумаге подробный план комнаты с учетом всех оконных и дверных проемов, ниш, эркеров и подобных элементов.Затем определить назначение гостиной: будет ли она просто зоной отдыха, рабочим кабинетом или помещением для проведения праздников.

От этого пункта напрямую зависит наполнение помещения, например для кабинета понадобится компьютерный стол или многофункциональное бюро, удобное кресло и несколько стеллажей для книг и документов.Также довольно популярным в дизайне гостиной, является зонирование пространства.

Чаще всего этот прием осуществляется путем контрастного окрашивания стен в цвета, кардинально отличающиеся друг от друга, или свето-разделением. Стоит отметить, что этот прием часто используют в оформлении малогабаритных помещений.

Технология производства балок

В отличие от металлических балок, двутавр выполняется по совершенно другому принципу. Ни сварка, ни литье не применяются. Деревянные балки собираются подобно конструктору из таких элементов: верхняя планка, нижняя планка, стенка. Каждый элемент изготавливается отдельно. Наличие пазов упрощает процесс сборки, для дополнительной фиксации используется клей.

Практически все производители в процессе изготовления используют следующие виды станков и насадок:

Фрезеровочный станок. Позволяет выполнить канавку под крепление (до 10% длины балки). Естественно, позволить себе фрезер может далеко не каждый частный пользователь. Заменить его можно циркулярной либо ручной дисковой пилой.
Станок для нарезки

Важно не только нарезать заготовки по размерам, но и выполнить максимально точные срезы под углом 45 градусов.
Установка для склейки. Упрощает и существенно ускоряет процесс нанесения клея перед сборкой.
Пресс для склейки

Когда сборка закончена, готовое изделие сушится под прессом. 5 минут будет вполне достаточно.

Виды балок в строительстве

На фото: балки двутавровые в устройстве кровли

Существует большое количество официальных классификаторов элементов строительных конструкций. Ниже будет представлены две наиболее объективные классификационные схемы.

Классификация строительных балок по виду материала

Стальная балка представляет собой поперечный или продольный элемент несущей конструкции, выполненный из специальной, углеродистой или низколегированной стали методом горячего или холодного металлопроката. Главное достоинство стальных балок: оптимальная степень прочности при работе на изгиб. Применяются при возведении конструкции, предполагающей повышенную весовую нагрузку или высокую степень опасности: подвесные пути, шахтные стволы и так далее.

На фото: стальная двутавровая балка

Железобетонная балка представляет собой строительный элемент линейного типа, применяемый в несущей конструкции с целью перераспределения веса и повышения устойчивости всей конструкции и состоящий из композиционного материала: бетонная матрица, усиленная стальной арматурой. Железобетонные балки являются более дешевым аналогом стальных балок и применяются на объектах со стандартной весовой нагрузкой: жилищное строительство, возведение зданий промышленного типа.

На фото: железобетонная балка для возведения моста

Деревянная балка представляет собой элемент несущей деревянной или иной облегченный конструкции, выполненный из древесины. Широко применяется для возведения жилых и хозяйственных сооружения из дерева.

На фото: деревянная балка в устройстве перекрытия

Классификация строительных балок по типу торцевого сечения

  • Сечение прямоугольного типа. Целесообразно в использовании в пролетах с малой длиной.
  • Сечение «L»-типа. Применение целесообразно при конструировании фасадов сооружений.
  • Стандартные и двускатные тавровые балки (сечение «T»-типа). Оптимально подходят для пролетов средней длины. В
  • Балка двутавровая. Имеют повышенную устойчивость и используются для длинных пролетов.
  • Сечение «V»-типа. Используются в качестве дополнительного элемента для усиления несущей конструкции.
  • Сечение «VT»-типа. Использование в качестве прогонов.

Двутавровые балки в свою очередь делятся на подкатегории:

  • Балка двутавровая с параллельными гранями полок. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 26020-83.
  • Стандартная двутавровая балка с углом наклона граней полок от 6 до 12%. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 8239-89.
  • Специальная двутавровая балка, стандарты и размеры представлены ГОСТом 19425-74. Делятся на два подтипа с маркировкой: «M» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 12%; «C» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 16%.

Отдельно необходимо рассмотреть такой элемент несущей конструкции, как ригель (иногда имеет наименование: ригельная балка). Ригель в подавляющем большинстве случаев бывает железобетонным и в отличие от стандартной балки является неотъемлемым элементом рамы (балка – это самостоятельный элемент конструкции). Ригель широко используется при устройстве опалубки.

ГОСТ 26020-83 Балка нормальная с параллельными гранями полок

Номер балки Размеры Масса 1м, кг Метров в тонне
h b s t
10Б1 117.6 64 3.8 5.1 8.7 114.9
12Б1 120 64 4.4 6.3 10.4 96.2
14Б1 137.4 73 3.8 5.6 10.5 95.2
14Б2 140 73 4.7 6.9 12.9 77.5
16Б1 157 82 4 5.9 12.7 78.7
16Б2 160 82 5 7.4 15.8 63.3
18Б1 177 91 4.3 6.5 15.4 64.9
18Б2 180 91 5.3 8 18.8 53.2
20Б1 200 100 5.6 8.5 22.4 44.6
23Б1 230 110 5.6 9 25.8 38.8
26Б1 258 120 5.8 8.5 28 35.7
26Б2 261 120 6 10 31.2 32.1
30Б1 296 140 5.8 8.5 32.9 30.4
30Б2 299 140 6 10 36.6 27.3
35Б1 346 155 6.2 8.5 38.9 25.7
35Б2 349 155 6.5 10 43.3 23.1
40Б1 392 165 7 9.5 48.1 20.8
40Б2 396 165 7.5 11.5 54.7 18.3
45Б1 443 180 7.8 11 59.8 16.7
45Б2 447 180 8.4 13 67.5 14.8
50Б1 492 200 8.8 12 73 13.7
50Б2 496 200 9.2 14 80.7 12.4
55Б1 543 220 9.5 13.5 89 11.2
55Б2 547 220 10 15.5 97.9 10.2
60Б1 593 230 10.5 15.5 106.2 9.4
60Б2 597 230 11 17.5 115.6 8.7
70Б1 691 260 12 15.5 129.3 7.7
70Б2 697 260 12.5 18.5 144.2 6.9
80Б1 791 280 13.5 17 159.5 6.3
80Б2 798 280 14 20.5 177.9 5.6
90Б1 893 300 15 18.5 194 5.2
90Б2 900 300 15.5 22 213.8 4.7
100Б1 990 320 16 21 230.6 4.3
100Б2 998 320 17 25 258.2 3.9
100Б3 1006 320 18 29 285.7 3.5
100Б4 1013 320 19.5 32.5 314.5 3.2

Балка широкополочная с параллельными гранями полок

Номер балки Размеры Масса 1м, кг Метров в тонне
h b s t
20Ш1 193 150 6 9 30.6 32.7
23Ш1 226 155 6.5 10 36.2 27.6
26Ш1 251 180 7 10 42.7 23.4
26Ш2 255 180 7.5 12 49.2 20.3
30Ш1 291 200 8 11 53.6 18.7
30Ш2 295 200 8.5 13 61 16.4
30Ш3 299 200 9 15 68.3 14.6
35Ш1 338 250 9.5 12.5 75.1 13.3
35Ш2 341 250 10 14 82.2 12.2
35Ш3 345 250 10.5 16 91.3 11
40Ш1 388 300 9.5 14 96.1 10.4
40Ш2 392 300 11.5 16 111.1 9
40Ш3 396 300 12.5 18 123.4 8.1
50Ш1 484 300 11 15 114.4 8.7
50Ш2 489 300 14.5 17.5 138.7 7.2
50Ш3 495 300 15.5 20.5 156.4 6.4
50Ш4 501 300 16.5 23.5 174.1 5.7
60Ш1 580 320 12 17 142.1 7
60Ш2 587 320 16 20.5 176.9 5.7
60Ш3 595 320 18 24.5 205.5 4.9
60Ш4 603 320 20 28.5 234.2 4.3
70Ш1 683 320 13.5 19 169.9 5.9
70Ш2 691 320 15 23 197.6 5.1
70Ш3 700 320 18 27.5 235.4 4.2
70Ш4 708 320 20.5 31.5 268.1 3.7
70Ш5 718 320 23 36.5 305.9 3.3

Балка доп.серии с параллельными гранями полок

Номер балки Размеры Масса 1м, кг Метров в тонне
h b s t
24ДБ1 239 115 5.5 9.3 27.8 36
27ДБ1 269 125 6 9.5 31.9 31.3
35ДБ1 349 127 5.8 8.5 33.6 29.8
36ДБ1 360 145 12.3 18 49.1 20.4
40ДБ1 399 139 6.2 9 39.7 25.2
45ДБ1 450 152 11 15 52.6 19
45ДБ2 450 180 7.6 13.3 65 15.4
30ДШ1 300.6 201.9 9.4 16 72.7 13.8
40ДШ1 397.6 302 11.5 18.7 124 8.1
50ДШ1 496.2 303.8 14.2 21 155 6.5

Балка колонной с параллельными гранями полок

Номер балки Размеры Масса 1м, кг Метров в тонне
h b s t
20К1 195 200 6.5 10 41.5 24.1
20К2 198 200 7 11.5 46.9 21.3
23К1 227 240 7 10.5 52.2 19.2
23К2 230 240 8 12 59.5 16.8
26К1 255 260 8 12 65.2 15.3
26К2 258 260 9 13.5 73.2 13.7
26К3 262 260 10 15.5 83.1 12
30К1 296 300 9 13.5 84.8 11.8
30К2 300 300 10 15.5 96.3 10.4
30К3 304 300 11.5 17.5 108.9 9.2
35К1 343 350 10 15 109.7 9.1
35К2 348 350 11 17.5 125.9 7.9
35К3 353 350 13 20 144.5 6.9
40К1 393 400 11 16.5 138 7.2
40К2 400 400 13 20 165.6 6
40К3 409 400 16 24.5 202.3 4.9
40К4 419 400 19 29.5 242.2 4.1
40К5 431 400 23 35.5 291.2 3.4

Порядок изготовления деревянной балки двутавровой

Подразумевается, что материалы просушены, отбракованы и готовы к использованию.

Планки

Наиболее важный технологический этап. От того, насколько точно произведена разметка, зависят долговечность двутавровой балки и ее способность держать расчетную нагрузку. Даже малейший перекос стенки будет иметь самые негативные последствия. Выборка древесины в брусе должна вестись строго по осевой линии заготовки. Это и учитывается при разметке деревянной детали под двутавровую балку. Причем независимо от линейных параметров планки.

Часто встречающийся вопрос – какова глубина паза в брусе? Здесь нужно ориентироваться на габариты стенки. Рекомендуемая выборка дерева – порядка 10% от длины двутавровой балки.

Стенка

Так как она устанавливается в пазы, подготовленные в брусе, соответствующие кромки листа (плиты) следует немного стесать.

Сборка двутавровой балки

Сам процесс изготовления, когда все грамотно организовано, много времени не занимает.

  • Промазка клеем пазов в планках.
  • Установка в заготовку, которая является нижней, листовой или плитной стенки.
  • Накладка бруса сверху, прижим и выравнивание.

Особенность работы

Необходимо не только добиться плотного прилегания всех частей двутавровой балки, но и избежать их перекоса в процессе высыхания клея. Для этого следует использовать любое «железо» с соответствующим профилем. Можно взять готовый швеллер по размерам планок, согнуть листовой металл, придав ему нужную форму. Останется лишь эти детали наложить на собранную двутавровую балку снизу и сверху и зафиксировать хомутами или обмотать веревкой, как кокон.

Практические рекомендации

  • Расчет параметров двутавровой балки в зависимости от нагрузки лучше доверить профессионалу. Собрать ее своими руками несложно, а вот самостоятельно определить необходимые параметры (к примеру, толщину, ширину заготовок) сможет лишь специалист в этой области. Сэкономив на оплате его услуг, впоследствии можно потерять значительно больше на капитальном ремонте.
  • Не следует использовать изделия, изготовленные по единому шаблону, для разных условий применения. Опять-таки, из-за возможных отличий по предельной нагрузке.
  • Покупная древесина, даже промышленной осушки, характеризуется определенным уровнем влажности. Перед тем, как приступать к «конструированию» двутавровых балок и их сборке своими руками, пиломатериалы следует некоторое время выдержать в условиях, где они дополнительно просохнут. В противном случае есть риск, что после установки опорного элемента его поведет, а вместе с ним и всю конструкцию.
  • Производительность можно существенно повысить, если правильно организовать работу по изготовлению двутавров. Независимо от размеров балок, все они имеют идентичную конструкцию. Следовательно, целесообразно процесс подготовки разбить на несколько этапов. Например, раскрой материалов, шлифовка образцов, их обработка препаратами (антипирены, антисептики) и так далее. При выполнении однотипных операций экономия времени налицо. В этом случае на изготовление одного двутавра уйдет минут 15, не больше.
  • Решение использовать для стенки доску – не совсем правильное. Рекомендованные выше материалы из фрагментов дерева (фанера, OSB) в процессе изготовления подвергаются «горячему» прессованию. Значит, характеризуются большой плотностью. А вот о древесине такого не скажешь. Поэтому доска при сборке двутавровой балки используется крайне редко – при небольшой высоте изделия, и то, по необходимости. Причем берутся только плотные породы, а они стоят довольно дорого. Да и их защита от впитывания влаги потребует более интенсивной обработки. Вывод – такое решение экономически неоправданно.

Собственно, ничего сложного ни на этапе подготовки, ни в процессе сборки двутавровой балки своими руками нет. Если инженерные расчеты сделаны грамотно, с учетом всех особенностей эксплуатации, то самодельный опорный элемент получится ничуть не хуже заводского. А главное – в точности подойдет по месту установки.

Сфера использования металлических изделий

Для начала рассмотрим, где именно их можно использовать. За счет своей особенной формы профиля, двутавровая балка намного жестче и крепче других профилей такого сечения. Жесткость лучше в 30 раз, а прочность в 7 раз. Не зря они используются для следующих целей:

  1. Возведение зданий, мостов, трубопроводов, промышленных складов, для постройки самолетных ангаров, а также других конструкций. Все сводится к тому, что металлоемкость намного эффективней и лучше, чем у обычных горячекатаных балок. Почему? За счет подбора требуемого веса и размера и сечения.
  2. Вторая сфера использования – в качестве элементов перекрытия зданий. К тому же они незаменимы, если нужно возвести колонны, подвесные пути и дорожные эстакады. Но, чаще всего двутавры используются для монтажа каркасов с большими пролетами в промышленном производстве.

В чем их преимущества? Начнем с того, что они намного прочнее других профилей и могут выдерживать колоссальные нагрузки. К тому же готовая конструкция будет иметь меньший вес. На фундамент оказывается меньшая нагрузка, поэтому можно сэкономить немало средств. Радует и большой ассортимент марок изделий. Есть выбор: купить продукцию из высокопрочной стали (они больше напряжены), или же из малоуглеродистой стали (они меньше напряжены). Данная особенность весомо отражается на стоимости, купить их можно дешевле.

Еще некоторые положительные моменты использования

  • огромный запас прочности. Несмотря на свою кажущуюся хрупкость, прочность изделий намного выше за счет продуманной конструкции;
  • идеальная геометрия продукции. Все габариты обусловлены в СНИП и ГОСТ. В ходе эксплуатации они не будут прогибаться и не изменят своих параметров. По словам производителей, даже спустя 100 лет, они останутся такими, как в первые полгода;
  • за счет своей конструкции, прифили очень удобно и просто транспортировать;
  • в отличие от аналогов, установка балок выполняется намного проще.

А еще существенно снижается количество отходов. Их нет вовсе, так как двутавр имеет размеры, которые нужны для строительства. Кроме стандартных габаритов, которые по ГОСТу начинаются от марки 10 и заканчиваются маркой 60, есть возможность сделать индивидуальный заказ, в зависимости от конструкции. По подсчетам специалистов, снижение отходов позволяет сэкономить на строительстве до 15% средств.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации