Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 0

Гост 26020-83. двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. сортамент

Шатун — двутавровое сечение

Шатун двутаврового сечения отштампован из углеродистой стали. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка. Нижняя головка шатуна разъемная, стальные вкладыши которой залиты баббитом.

Шатун двутаврового сечения, штампован из легированной стали. В верхнюю головку шатуна запрессована стальная втулка с внутренней бронзовой заливкой. Нижняя головка шатуна разъемная, с бронзовыми вкладышами, залитыми баббитом.

Шатун двутаврового сечения штампуется и часто стержень его не подвергается после этого никакой механической обработке, а поэтому является очень удобным для массового производства.

Система смазки двигателя установки ИТ9 — 2М.

Шатун двутаврового сечения изготовлен из стали. Для подачи масла к поршневому пальцу на шатуне имеется специальная трубка.

Продольный разрез автомобильного комбинированного двига-теля 8ЧН 13 / 14 ( ЯМЗ-238Н.

Шатуны двутаврового сечения штампуются из стали.

Шатуны двутаврового сечения изготовлены из углеродистой конструкционной стали. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка.

Шатун двутаврового сечения кованый, в него ввернуты шпильки для крепления крышки нижлей головки. Подшипник нижней головки шатуна залит баббитом.

Шатуны двутаврового сечения изготовлены из высокоуглеродистой конструкционной стали. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка.

Стержень шатуна двутаврового сечения откован заодно с двумя головками. Головка со стороны крейцкопфа разрезная, головка со стороны вала имеет вставку, в которую крепятся стальные вкладыши шатунного подшипника, залитые баббитом.

Стержень шатуна двутаврового сечения откопан заодно с двумя головками. Головка со стороны крейцкопфа разрезная, головка со стороны вала имеет вставку, в которую крепятся стальные вкладыши шатунного подшипника, залитого баббитом.

Главный и прицепной шатуны двутаврового сечения имеют центральное отверстие для подвода масла на охлаждение поршня и смазку подшипника верхней головки шатуна.

Шатун из легированной стали, стержень шатуна двутаврового сечения. В отверстие верхней головки шатуна запрессована бронзовая втулка. Нижняя головка имеет косой разъем. В ней установлены тонкостенные стальные вкладыши, залитые свинцовистой бронзой.

Шатуны стальные, штампованные; стержень шатуна двутаврового сечения имеет канал, по которому масло поступает для смазки поршневого пальца и охлаждения поршня. В верхних головках шатунов запрессованы втулки, состоящие из двух неразъемных деталей — наружной стальной втулки и внутренней бронзовой с винтовыми канавками. Для выемки нижних поршней без демонтажа нижнего коленчатого вала нижние шатуны сделаны длиннее верхних.

Размеры и характеристики ↑

Все возможные размеры и описание основных характеристик собраны в таблицах ГОСТа. Сортамент двутавровых балок – это не что иное, как совокупность всех этих данных, сгруппированная в списки по видам изделия, что значительно облегчает подбор.

 Группы двутавров по конструкции полок

Конструктивно двутавровая полка может иметь параллельные или наклонные грани. В первую группу по условию применения включены:

нормальная (маркируется буквой «Б»). Сортамент ее включает профили,имеющие номера 10 – 60. Толщина стенок у них минимальная и может равняться величине, достигающей до 1/55 высоты самого элемента. Чем тоньше окажется стенка, тем их сечение будет лучше работать на изгиб.

широкополочная («Ш»). Они, в свою очередь, подразделяются на разрезной вариант и неразрезной. Первые, с облегченным весом и одинаковой высоты и ширины устанавливают в один пролет. Неразрезные, соответственно, укладывают одновременно на несколько. Соотношение высоты к ширине полки в этом случае: 1 к 2,5 – 1 к 1,16. Полки с увеличенной шириной обеспечивают особую устойчивость, поэтому такие изделия можно устанавливать без вспомогательных элементов как самостоятельные. Это приводит к уменьшению объема выполняемых работ, а, значит, и к сокращению расходов.

Наиболее характерное преимущество разрезных вариантов перед неразрезными в простоте монтажа и меньшей чувствительности к осадкам опор. Однако себестоимость их производство выше из-за большего расхода металла – примерно на 10–12%, что, несомненно, можно отнести к недостаткам. Консольные конструкции могут быть обоих типов, разрезными и многопролетными.

двутавровая балка колонная («К») – с большой толщиной полок. Это дает возможность применять их в качестве несущего элемента строения. Изготавливают подобные изделия по технологии проката. Основная область применения – значительные пролеты и высокие крановые нагрузки. На фоне других конструкций этого типа они самые тяжелые и устойчивые к износу.

Во вторую группу входят, соответственно:

  • обычные ГОСТ 8239-89, заменившие в 1989 году ГОСТ 8239 72:
  • специальные, скажем, балка монорельсовая двутавровая.

Виды и сфера использования

Иногда, описываемое металлическое изделие называют двутавровым швеллером. Но это не совсем правильно. Дело в том, что швеллер имеет П-образную форму. Тогда как у двутавра форма напоминает букву – Н. Такое изделие в разрезе похоже на два швеллера, скрепленные между собой.

Изготавливают такой вид проката двумя способами. Самым распространенным является горячекатаный способ. Придание необходимой формы производится на специальных станах. Через которые пропускают разогретую до нужной температуры заготовку. А также такие элементы металлоконструкций изготавливаются сварным способом.

Достоинствами горячекатаного проката являются быстрота производства и получение изделия без сварочных швов. Такие строительные детали устойчивы к различным воздействиям и их можно использовать без дополнительных ребер жесткости и других подобных конструктивных элементов.

С помощью такого вида проката решается сразу несколько проблем, возникающих во время строительства. Главным преимуществом является то, что форма этого профиля позволяет снизить массу конструкции. При этом прочность не только не уменьшиться, но и, напротив, станет больше. Если сравнить двутавр и классическую металлическую балку, то первый в прочности значительно выигрывает.

В основном в промышленности и строительстве применяют двутавры стальные. Для их производства применяют углеродистые или низколегированные стали. Оба типа этой стали хорошо свариваются, но отличаются несколькими параметрами. Например, низколегированная сталь марки 09Г2С, обладает хорошей свариваемостью и отличается тем, что конструкции из нее изготовленные могут работать при температуре — 45 и ниже. Это позволяет выполнять конструкции, которые должны работать на севере и Арктике.

Сварные изделия

В некоторых случаях уместней использовать именно сварной двутавр. Такие изделия очень распространены в строительном деле. Их часто используют для создания жилых домов, объектов инфраструктуры, а также промышленных и общественных построек.

Его основное отличие в методе изготовления. Он делается из трех пластин, которые соединяются друг с другом методом сварки. Технология создания такого двутавра следующая:

Стальные листы разрезаются на полоски нужного размера.

Благодаря специальному станку, выполняется разделка кромки, которая улучшит провар изделий друг с другом.

За счет использования спецтехники, заготовки укладываются на конвейер, где они правильно размещаются и фиксируются на месте.

Следующий этап – сварка деталей флюсом. Работа выполняется на специальном станке, который оборудован комплектом сварочных головок

Они перемещаются по порталу.

​Важно! Особенность создания двутавром методом сварки в том, что все происходит на автоматических линиях, а за качество изделий и их размеры отвечает лазерная система. Если она обнаруживает дефектные изделия, то они устраняются, после чего выполняется вторая проверка.

Дальше выполняется правка, торцовка и сверловка изделий на станках, управляемых специальной программой.

Изделия очищаются от ржавчины, остатков масла и грязи.

В зависимости от требований, на них можно наносить краску.

Ниже перечислены преимущества, которыми обладает сварной двутавр:

  • с учетом сферы использования, продукция может быть выполнена с переменной толщиной профиля, а для создания стенки и полок берется два вида стали. Одна из них дешевле, другая дороже и имеет перфорацию, благодаря которой уменьшается удельный вес. Такой подход позволяет сделать продукцию дешевле, при этом не теряя в ее прочности в участках с нагрузкой;
  • двутавры с отверстиями имеют меньший вес, поэтому нагрузка на фундамент будет меньшая. Как результат, меньше средств на его создание;
  • размеры сварных изделий могут быть самыми разными, в зависимости от требований заказчика;
  • благодаря сварным изделиям появляется возможность создавать необычные архитектурные формы.

Сортамент продукции сварного типа практически ничем не отличается от горячекатаного. Здесь все те же марки: «Б» (обычный), «Ш» (широкополочный), «К» (колонный), и с параллельными гранями полок, которые изготавливаются по СТО АСЧМ 20/93 и ГОСТ 26020/83. К тому же фирмы принимают индивидуальные заказы, согласно чертежам от заказчика. А еще сортамент включает в себя двутавры с разными размерами полок.

Характеристики горячекатаного двутавра

В строительстве и машиностроении находят применение несколько видов двутавровых балок. В зависимости от геометрических особенностей их можно разделить на две большие группы:

  • двутавр, внутренние грани полок которого наклонены относительно наружных;
  • двутавр, изготавливаемый с параллельными гранями полок.

Балка с уклоном полок

Чертеж профиля двутавра с уклоном внутренних граней полок

Этот вид продукции производится по требованиям ГОСТ 8239. Исторически он был освоен первым, поскольку прокатка полок под уклоном 6-12% технологически проще, чем без уклона. Продукция маркируется словом «Двутавр» и номером двутавра, который отображает высоту изделия (размер стенки) в сантиметрах.

Предприятия выпускают двутавровые балки от №10 (высота h=100 мм, ширина полки b = 55 мм, толщина стенки s = 4,5, номинальная толщина полки t = 7,2 мм) до №60 (h=600 мм, b = 190 мм, s = 12 мм, t = 17,8 мм). Длина изделий составляет 4-12 м.

Продукция может быть изготовлена из углеродистых сталей обыкновенного качества типа Ст3сп (технические требования по ГОСТ 535), качественных конструкционных и легированных марок (технические требования к прокату повышенной прочности по ГОСТ 27772 или ГОСТ 19281). Выпускается прокат повышенной (Б) и обычной (В) точности. Для изделия регламентируется отклонение по размерам, прогиб стенки, перекос полки, положение и размеры фланцев, кривизна по длине, притупление кромок и другие параметры.

Кроме того, к категории с уклоном внутренних граней полок продукции относятся двутавры специальной серии по ГОСТ 19425, которые предназначены для армирования ствола шахты (маркируются числом, обозначающим высоту в см, и буквой «С») и для обустройства подвесных путей (обозначаются значением высоты изделия в см и буквой «М»). По указанному стандарту выпускаются следующие типоразмеры балок:

  • от 14С (h=140 мм, b = 80 мм, s = 5,5 мм, t = 9,1 мм) до 36 С (h = 360 мм, b = 140 мм, s = 14 мм, t = 15,8 мм);
  • от 18М (h = 180 мм, b = 90 мм, s = 7 мм, t = 12 мм) до 45М (h = 450 мм, b = 150 мм, s = 10,5 мм, t = 18 мм).

Балка с параллельными полками

Чертеж профиля двутавра с параллельными гранями полок

Двутавр, имеющий параллельный полки, считается более экономичным с точки зрения соотношения массы и несущей способности изделия. Он производится по требованиям ГОСТ 26020 длиной до 24 м.

Выпускаются три больших группы типоразмеров:

  • нормальные двутавры маркируются числом (высотой в см), буквой «Б» и номером типоразмера (могут выпускаться несколько типоразмеров одной высоты, незначительно отличающиеся по размерам полок и стенки). По соотношению высоты к ширине полки (h/b около 2) эта разновидность аналогична балкам с уклоном внутренних граней полок. Выпускаются типоразмеры от 10Б1 (h = 100 мм, b = 55 мм, s = 4,1 мм, t = 5,7 мм) до 100Б4 (h = 1013 мм, b = 320 мм, s = 19,5 мм, t = 32,5 мм);
  • широкополочные двутавры маркируются по тому же принципу, но обозначаются буквой «Ш». Эта разновидность имеет соотношение высоты к ширине полки h/b около 1,5, то есть, лучше противостоит скручиванию и является более экономичной при высоких нагрузках на балку. Выпускаются типоразмеры от 20Ш1 (h = 193 мм, b = 150 мм, s = 6 мм, t = 9 мм) до 70Ш5 (h = 718 мм, b = 320 мм, s = 23 мм, t = 36,5 мм);
  • колонные двутавры имеют тот же принцип маркировки, но обозначаются буквой «К». Этот вид имеет соотношение высоты к ширине полки h/b около 1 и, как следует из названия, может эффективно применяться для сооружения колонн. Выпускаются типоразмеры от 20К1 (h = 195 мм, b = 200 мм, s = 6,5 мм, t = 10 мм) до 40К5 (h = 431 мм, b = 400 мм, s = 23 мм, t = 35,5 мм);
  • двутавры дополнительной серии перед буквенным обозначением типа балки имеют маркировку в виде буквы «Д», например, 27ДБ1 или 40ДШ1.

Следует отметить, что в России также используется стандарт СТО АСЧМ 20-93, выпущенный Ассоциацией Черметинформ. В этом документе приведены практически те же типоразмеры, что и в ГОСТ 26020 с незначительными отличиями по геометрическим параметрам.

Замена швеллерами

На практике при возведении строительных конструкций для получения двутаврового сечения иногда используется сварка швеллеров между собой. Если швеллеры применяются взамен предусмотренных проектом двутавровых балок, такая замена должна согласовываться.

Согласование использования альтернативного материала отражается изменениями, вносимыми в соответствующие разделы рабочего проекта. Возможность замены определяется по результатам поверочных расчётов на прочность, выполняемых проектировщиками.

Способ применяемой сварки швеллеров между собой также определяется расчётом. Это может быть сварка непрерывным или прерывистым швом, либо с применением соединительных накладок.

При сварке швеллеров непрерывным швом, в результате температурных деформаций металла, может произойти скручивание профиля. Избежать этого явления можно, применяя специальные струбцины, а также, накладывая сварочные швы небольшими участками, чередуя при этом стороны соединяемых профилей.

При необходимости удлинить такую конструкцию, осуществляют сварку швеллеров встык. Места стыковых сварочных швов швеллеров, образующих двутавр не должны совпадать друг с другом. Для усиления конструкции сварной шов можно укрепить с помощью накладки.

5 Двутавровые балки ГОСТ 26020

Данный стандарт содержит сортамент горячекатаных двутавровых балок высотой в диапазоне значений 100–1000 мм с полками, грани которых параллельные, шириной в пределах 55–400 мм. Все профили ГОСТ 26020 по условиям применения, а также соотношению размеров делят на такие типы, как:

  • нормальные двутавровые изделия – Б;
  • широкополочные двутавровые изделия – Ш;
  • колонные – К.

балки для проведения строительства

Этот буквенный индекс указывается в обозначении двутавров, то есть стоит сразу за номером его профиля. Балки делают в соответствии с размещенным на предприятии-изготовителе заказом длиной в пределах 6–24 м. Если договором предусмотрено, то могут поставляться с отрезками, количество которых не должно превосходить 5, 8, 12 или 20 % (зависит от линейной плотности отгружаемого профиля) от общей массы поставляемой партии двутавров. Отрезками в ГОСТ 26020 считаются балки длиной не меньше:

  • 3 м – для типоразмеров с линейной плотностью, не превышающей 20 кг/м;
  • 4 м – типоразмеры с линейной плотностью, превышающей 20 кг/м.

Стандартом допускается производство двутаврового проката ограниченной длины в границах немерной. Сортамент (перечень номеров профилей) изготовляемых по этому стандарту двутавровых балок и их остальные размеры можно найти в Табл. 3, которая в конце статьи. Толщина полок t для двутавров стандарта 26020 указывается и замеряется в том месте на фланце, которое расположено ровно на 1/4 ширины полки от ее кромки и вычисляется по следующей формуле: b/4.

ГОСТ 26020 регламентирует следующие предельно допустимые отклонения на размеры двутавров. Для высоты профиля h (все значения в мм):

Допуски при высоте балки h

До 120 включительно

Свыше 120 меньше 380

От 380 меньше 580

От 580 и больше

±2

±3

±4

±5

Для ширины полки в зависимости от величины номинальной высоты профиля h, мм:

  • ±2 – для балок высотой меньше 120 включительно;
  • ±3 – для балок высотой больше 120.

Для толщины стенки, мм:

Допуски при толщине стенки

До 4,4 включительно

Свыше 4,4 до 6,5 вкл.

Св. 6,5 меньше 16

От 16 меньше 23

От 23 и больше

±0,5

±0,7

±1

±1,5

±2

Для толщины полки, мм:

Допуски при толщине полки профиля

До 6,3 включительно

Свыше 6,3 меньше 16

От 16 меньше 25

От 25 и больше

±1

±1,5

±2

±2,5

По длине предельно допустимые отклонения стандартом 26020 нормируются только для двутавровой продукции мерной и кратной ей длины, и они следующие, мм:

Производство сварного двутавра

Сварные изделия производятся из листового металла. Качество готовой балки зависит от используемого для ее производства сварного оборудования. Во время производства проводятся следующие операции:

  • Раскройка стальных листов на станках с ЧПУ (реже для этого используется оборудование для термической резки).
  • Сварка заготовок на автоматизированных линиях с использованием гидравлических прижимов.
  • Правка изделия для придания прописанной геометрии.

Использование сварки при производстве таких металлических изделий позволяет изготовить балки с различной шириной и толщиной полок. Заказчик может получить сварной двутавр определенной длины, с уже готовыми для крепежа конструкции отверстиями и вырезами.

https://youtube.com/watch?v=aVeBhtp2E7k

Двутавровые швеллеры обладают универсальными характеристиками:

  • Оптимальная для расхода материала форма.
  • Высокие показатели по прочности.
  • Параметры прописаны в стандартах и ТУ.

Недостатками горячекатаных металлоконструкций такого рода являются:

  • Низкая устойчивость к скручиванию (этот показатель по сравнению с балкой круглого сечения ниже в 400 раз).
  • Сложность изготовления больших размеров и их дефицит на рынке.
  • Большая металлоемкость производства.

Большинство размеров горячекатаных двутавров можно приобрести в день покупки. Сварные элементы чаще всего производятся под заказ. Поэтому приходится выжидать время пока изготовитель закончит работу над вашими балками.

В каких элементах конструкции применяется?

Такие металлические изделия с каждым днем открывают новую сферу использования. Спрос на них побудит производителей совершенствовать процесс создания балок. Сегодня они используются не только в многоэтажном, но и в частном строительстве.

Двутавровые конструкции хорошо переносят сопротивление на изгиб. Их целесообразно включать в конструкции несущих элементов:

  • Колонн.
  • Элементов перекрытия.
  • Подвесных путей.
  • Конструкции рам вагонов, автомобилей и специальной техники.
  • Каркаса шахт и тоннелей.

В конструкциях средненагруженных ферм используется широкополочный двутавр. Для того чтобы снизить себестоимость постройки без уменьшения прочности сооружения необходим точный расчет и выбор балок. Доверить такую процедуру необходимо профильным архитектурным или конструкторским фирмам. Специалисты этих бюро проведут расчет согласно:

  • Нормативной нагрузке (используется соответствующий ГОСТ).
  • Количества элементов, использующихся в одной балке.
  • Усредненное значение сопротивления (согласно марке стали).

При использовании перекрытий из балок такого профиля в качестве опоры служат железобетонные, металлические или кирпичные колонны и стены. Монтаж опалубки и возведение опор производится с использованием измерительного оборудования. Двутавры монтируются на опоры так, чтобы они заходили на опору минимум на 20 см.

При необходимости стыковки элементов используется требование СП 16.13330.2011. В нем прописывается три способа такой процедуры:

  • Сваркой встык заранее профрезерованных торцов.
  • Накладок на болтовых или сварки.
  • Фланцев и болтов.

Двутавровая балка соединяется с колонной болтами. Установка производится с помощью временных соединений, которые затем заменяются основными. После установки такой балки ее необходимо защитить от коррозии. Для этого используются специальные лакокрасочные составы. Пока основное крепление не будет установлено, эксплуатировать балку запрещено. Конструкции с использованием таких элементов отличаются высокой надежностью и долговечностью.

Применение двутаврового металлопроката ↑

Интенсивное развитие строительной промышленности вызвало необходимость совершенствования и рационализации способов изготовления металлических двутавровых балок, благодаря чему сфера их применения заметно расширилась. Сегодня двутавр используется как в малоэтажном частном строительстве, так и в крупных проектах коммерческой и промышленной направленности, а также в тяжелом машиностроении.

Двутавр в виде кровельной фермы ангара

В ходе теоретических и экспериментальных исследований было доказано, что двутавровые балки оптимально воспринимают нагрузки на изгиб, следовательно, их целесообразно использовать в виде несущих элементов:

  • металлических балок перекрытия зданий;
  • колонных металлоконструкций;
  • мостовых сооружений;
  • подвесных путей;
  • рамных конструкций вагонов, автомобилей, экскаваторов и пр.;
  • арматурного каркаса стен шахт.

Широкополочный двутавр допустимо использовать для балок, колонн и стержней средненагруженных ферм, тогда как колонный ставится только при больших пролетах и существенных нагрузках (на фото – двутавровая балка колонного типа).

Колонный двутавр

Чтобы минимизировать отходы, облегчить конструкцию, тем самым снизив трудовые и материальные расходы без ущерба для прочности здания, необходим профессиональный расчет двутавровых балок. Такую услугу предоставляют архитектурные и конструкторские бюро или строительные фирмы.

В несложных случаях калькуляцию можно провести самостоятельно, однако рекомендуется проверить ее результаты у специалиста.

Исходными данными для решения задачи по выбору профиля согласно несущей способности служат несколько показателей:

  • расстояние между внутренними гранями более коротких стен (длина пролета);
  • нормативная и расчетная нагрузка (нормативные данные берутся из таблиц соответствующего ГОСТа, а расчетные определяются путем их умножения на шаг балки (от 0,8 до 1,2 м));
  • количество двутавров, соединенных в одной балке (в том случае, если она составная), и их ориентация относительно нагрузки;
  • расчетное сопротивление (параметр, зависящий от марки стали, обычно берется усредненное значение Ry=210 Мпа).

Вычислив требуемый момент осевого сопротивления, можно точно определить номер двутавра (это также делается по таблицам).

Вне зависимости от того, ведется ли строительство нового здания либо реконструируется старое, монтаж перекрытия должен вестись по чертежу поверхности, дающему подробное представление о будущей конструкции. Запрещено увеличивать шаг между двутаврами на расстояние более расчетного, так как экономия на этом этапе чревата негативными последствиями.

Преимущества перекрытий из двутавра

Опорами для двутавра служат металлические, железобетонные либо кирпичные колонны и несущие стены. При установке обязательно надо использовать строительный уровень – это поможет избежать проблем при монтаже опалубки

Также важно обеспечить достаточную площадь опор – для этого балки должны заходить на стену более чем на 20 см

На опорных поверхностях требуется закрепить фанерный лист расчетной толщины для опалубки под заливку монолитной бетонной плиты. Необходимо, чтобы ее толщина составляла не менее 1/35 шагового расстояния. После установки поддерживающей системы (ее обычно изготавливают из металлических распорок или деревянных балок по 1–2 шт. на кв

м.) важно проверить прочность балочного перекрытия собственным весом, стараясь выявить малейшие колебания поверхности

Согласно ему стыковку допускается производить одним из трех способов:

  • сваркой встык фрезерованных торцов;
  • на накладках со сварными или сварными соединениями;
  • с помощью фланцев, воспринимающих растягивающее усилие болтами, тогда как сжимающее – через прижатие фланцевых поверхностей.

Варианты выполнения монтажных стыков

Узел крепления двутавра с колонной с помощью накладок и болтового соединения

Следует помнить, что металлические балки подвержены коррозии, поэтому их требуется защищать лакокрасочными покрытиями.

Металлические балки

Самая большая группа. Классификация, по которой можно получить общее представление о балках из металла:

1. По рабочей схеме:

1.1. Однопролетные (разрезные).

1.2. Многопролетные (неразрезные).

1.3. Консольные (с одной опорой в виде защемления).

Разрезные являются наиболее удобными для изготовления и монтажа в сравнении с многопролетными. Неразрезные балки целесообразно устанавливать на надежные опоры, где нет опасности неравномерного их проседания.

2.1. Прокатные (однотавровые, двутавровые, сквозные).

2.2. Составные: сварные, болтовые, клепаные.

Самыми распространенными в применении считаются балки двутавровые — они просты при производстве и универсальны в использовании. Далее именно их и рассмотрим.

Масса двутавровой балки

Если планируется закупка проката для малобюджетного строительства, например, эллинга или складского помещения, будет полезным знать массу балки в стандартном отрезке. Сразу стоит оговориться, что специалисты транспортных компаний оперируют тоннами, а проектировщики – длинами двутаврового проката. Поэтому на вопрос, сколько весит двутавр 30 метрический, в первом случае ответ будет — 27 метров в тонне, во втором — 36,5 кг, подразумевая массу одного метра.

Насколько отличаются погонные массы балок соседних размерных рядов? Вес  1 метра двутавра 27 составит всего 31,5 кг. Для следующего размера №33- масса 42 кг, а вес двутавра 40 – уже 57 кг.

Получается, что с увеличением размера прогона масса и момент сопротивления растет значительно быстрее, чем геометрическая высота. Для сравнения приведем соотношение масс и размеров балок, широко используемых в домашнем строительстве:

  • Двутавр 12 вес 1 метра составляет 11,5 кг, момент сопротивления – 39,7 см3;
  • Двутавр 14 вес 1 метра -13,7 кг, момент – 81,7 см3;
  • Двутавр 16 вес 1 метра – 15,9 кг, момент сопротивления составляет 109 см3;
  • Двутавр 18 вес 1 метра – 18,4 кг, момент относительно подошвы профиля – 143 см3.

Масса двутавровых балок строительной группы, используемых в промышленности, при возведении силовых каркасов, перекрытий многоэтажных зданий и мостов:

  • Двутавр 20 вес 1 метра 21кг, момент сопротивления — 184 см3;
  • Двутавр 24 вес 1 метра 27 кг, момент сопротивления — 289 см3;
  • Двутавр 30 вес 1 метра 36,5 кг, момент сопротивления — 482 см3;
  • Двутавр 40 вес 1 метра 57 кг, момент сопротивления — 953 см3.

Человек наблюдательный сразу заметит, что номерное обозначение проката фактически соответствует его высоте. Размерный ряд составлен так, что каждый последующий профиль увеличивает момент инерции или момент сопротивления на 10%. Размерный ряд высот двутавровых балок от 10 до 40 идет с шагом в 3 мм, для профиля выше 40 см шаг увеличивается до 5 мм.

Особенности стыковки

В процессе монтажных работах нередко возникает необходимость стыковки двутавров. Соединение двутавровых балок может быть выполнено с помощью сварки, болтового соединения или комбинированным методом.

Стыковка с помощью сварки

Этот метод является наиболее распространенным, поскольку обеспечивает сохранение несущей способности конструкции и требует минимальных трудозатрат.

Способ 1

Торцы двутавров свариваются с металлической прокладкой. При таком способе стыковки разделка сварочных швов, как правило, не производится.

Способ 2

Второй способ предусматривает использование четырех накладок, которые привариваются к наружной плоскости полок и с обеих сторон стенки двутавра. Работы производятся в следующей последовательности:

  1. На торцевой кромке обоих профилей снимается фаска, обеспечивающая качественный провар. Балки тщательно позиционируют и сваривают по всему периметру.
  2. Далее следует заготовить усиливающие накладки, материалом для которых служит конструкционная листовая сталь. Ширина накладок привариваемых к полкам балок должна соответствовать ширине полки. Боковые накладки выкраивают таким образом, чтобы их высота не превышала высоту стенки.
  3. Готовые накладки укладываются непосредственно на сварной шов, фиксируются с помощью струбцин и привариваются со всех сторон. Накладки на стенки двутавра часто изготавливаются в форме ромба, это существенно упрощает проведение сварочных работ.

Поскольку сварные швы являются концентраторами напряжений, соединение двутавровых балок с помощью сварки применяется для балок, работающих в режиме умеренных нагрузок. Кроме, того, катет шва быстро стареет, что приводит к преждевременному разрушению конструкции. Чтобы этого избежать, места стыковки двутавров обрабатываются специальным грунтовочным составом.

Стыковка стальных двутавровых балок с помощью болтов

Этот метод стыковки особенно эффективен при монтаже мобильных конструкций, элементы которых приходится демонтировать и собирать вновь. К преимуществам разъемной стыковки можно отнести следующие факторы:

  • сборка разъемных конструкций не требует высокой квалификации обслуживающего персонала;
  • болтовое соединение не вызывает остаточной деформации профиля, нередко возникающей при проведении сварочных работ;
  • контролировать качество стыковки существенно проще, чем проверять качество сварных швов;
  • болтовые соединения удовлетворительно переносят ударные и вибрационные нагрузки.

К недостаткам такого соединения относятся:

  • необходимость использования дополнительных укрепляющих элементов, что значительно увеличивает трудоемкость и металлоемкость работ;
  • для обеспечения безопасности в процессе эксплуатации необходим постоянный контроль затяжки болтов, в противном случае, крепление может ослабнуть;

крепежные изделия, изготовленные из углеродистых сталей, довольно быстро поддаются коррозионному разрушению.

Комбинированный метод стыковки

Для создания длинномерных двутавровых балок практикуется сочетание болтовых и сварочных соединений. Стыковка проводится в следующем порядке:

  1. Стыкуемые двутавры соединяются, через накладки, крепежными изделиями, из высокопрочных и легированных марок стали.
  2. После установки крепежных изделий свариваются пояса.
  3. Технологические окна закрываются накладками и прокладками из листовой стали.

Для соединения деревянных двутавров могут использоваться металлические, деревянные и композитные накладки на стенки, размещаемые с обеих сторон балки. В роли крепежа применяются болты и винты, реже – саморезы или гвозди.

Принимая во внимание изложенные выше факты, можно сказать, что двутавровая балка является одним из самых востребованных профилей при возведении металлоконструкций. Способность выдерживать значительные механические нагрузки и малый удельный вес двутавра позволяют существенно повысить прочность и снизить металлоемкость конструкции

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