В сфере строительства гражданских и промышленных объектов стоит применять самые прочные и надежные конструкционные изделия и материалы, которые выдержать любые эксплуатационные нагрузки. Одним из таких надежных и качественных материалов является балка двутавровая стальная. Она широко применяется при строительстве перекрытий зданий. Есть несколько основных типов балок, поэтому нужно хорошо знать, какую балку и в каких условиях эксплуатации можно оптимально использовать для возведения зданий и сооружений.
В этой обзорной статье мы подробно рассмотрим, что такое двутавр, его виды и сферы применения. Также расскажем про 2 главных способа изготовления.
Что такое двутавр?
Двутавр - популярное изделие металлопроката, имеющее профиль в виде буквы «H». Он имеет верхнюю и нижнюю полки, соединенные между собой стенкой. В зависимости от назначения двутавровых балок размеры полок и стенки могут быть самыми разными. Название этого строительного элемента имеет большую историю и произошло от латинского слова «taurus», что переводится как «бык». Другой синоним этого проката – двурогий.
Основной материал для производства балки двурогой – сталь с добавками (как с большим содержанием углерода, так и низколегированная). Есть два абсолютно разных способа производства двутавра, которые рассмотрим ниже.
Н-образная форма позволяет достичь высоких прочностных характеристик. При сборке ответственных конструкций балка двутавровая обеспечивает высокую жесткость. Н-образный профиль отлично работает с вертикальными, поперечными и горизонтальными нагрузками.
Преимущества двутавра
- Очень высокая прочность для различных типов нагрузок.
- Сопротивляемость скручиванию во много раз больше, чем у металлического трубного профиля.
- Не подвергается усадке и деформациям со временем под действием больших постоянных нагрузок.
- Легко обрабатывается, сваривается и транспортируется.
- Большой срок службы.
Цена стальных двутавров немного выше, чем у деревянных балок, но показатели прочности, надежности, срок службы несравненно выше.
Классификация балки двутавровой стальной
Первые две цифры дают базовую высоту профиля. Она указана в сантиметрах (а не миллиметрах). Затем в маркировке идут буквы, указывающее на назначение балки:
Буква «Б». Это обычная, стандартная балка, которая чаще всего применяется для строительства большинства зданий и сооружений. Изделия имеют высокую прочность.
Буква «К». Этот прокат имеет параллельные полки и служит для вертикальных опорных конструкций. Полки имеют большую толщину, поэтому их часто применяют при строительстве многоэтажных домов.
Буква «Ш». Что значит широкополочная. Применяется при строительстве мостов, лестниц, и для некоторых видов перекрытий. Благодаря широким полкам значительно увеличивается несущая способность сооружения.
Буква «Д». Это нечто среднее между стандартными и широкополочными изделиями. В строительстве применяется редко, для решения специфичных задач.
Буква «М». Применяется балка с литерой М для монтажа подвесных путей. Полки с двух сторон имеют небольшой уклон. Угол уклона не более 12 градусов.
Все подробные технические характеристики, геометрические размеры, углы уклона полок регламентируются ГОСТ 8239-89.
2 способа производства двутаврового проката
Двутавр делают из различных марок стали (легированная с добавками и низкоуглеродистая). Существует две главных технологии производства двутавровых изделий:
Горячий прокат. Заготовку греют до высокой температуры, когда металл становится пластичным. Затем ее протягивают через валики для придания Н-образной формы.
Сварная технология. При этом варианте сначала производятся заготовки требуемого размера, которые свариваются между собой на автоматических линиях.
Горячекатаный двутавр производится быстрее, а отсутствие сварных швов делает продукцию прочнее и более пригодной для использования в тяжелых условиях по нагрузке.
Существует также два класса точности проката: высокий (обозначается литерой «А») и обычный класс (маркируется литерой «Б»).
Далее рассмотрим обе технологии производства подробнее.
Способ горячей катки
Это сегодня главный способ изготовления двутавровых балок. Характеризуется большой производительностью и выдает продукцию высокой точности. Производство размещено на металлургических заводах. Отсутствуют полностью сварные швы и другие соединения, что повышает устойчивойсть к нагрузкам и механическим воздействиям разной природы. Изделия получаются жесткими, поэтому нет необходимости их укреплять ребрами жесткости.
У этого метода производства лишь один недостаток - большая масса изделий. Так как толщина стенки по всей длине должна быть одинаковой. Но этот недостаток с лихвой компенсируется повышенной прочностью, надежностью и долговечностью.
Сварной способ
Суть метода состоит в том, что сначала делают заготовки полок и стенки нужных размеров, которые затем свариваются с двух сторон. Этот процесс выполняется на специальных станках, контролирующих перпендикулярность полок по отношению к стенке и плотность прилегания полок к стенке.
Если сравнивать с методом горячей катки, то сварное изделие обладает меньшей прочностью, поэтому необходимо дополнительно приваривать ребра жесткости (через фиксированное расстояние). Это дает возможность уменьшить толщину стенки и массу изделия, что приводит к снижению стоимости двутавра.
Этапы сварной технологии:- Подготовка заготовок. Нарезка стальных листов нужной толщины до заданных размеров.
- Обработка краев заготовок на шлифовальных станках.
- Установка заготовок на сварочный станок, фиксация полок в перпендикулярном к стенке положении.
- Сварка заготовок с обеих сторон.
- Торцовка и дополнительная правка.
Основной недостаток сварной технологии – небольшая скорость и объемы выпускаемой продукции. Горячий прокат дает возможность за небольшое время получить большой объем двутаврового проката.
Сфера применения балки двутавровой
Сфера применения стальных двутавров весьма разнообразна. Вот лишь некоторые примеры:
- В промышленном, гражданском и частном строительстве - для изготовления перекрытий, опор, каркасов.
- Изготовление опор мостов.
- Строительство железнодорожных и автомобильных тоннелей.
- Создание путей для промышленных кранов.
- Возведение кровли для любых объектов.
- Строительство бункеров глубокого залегания.