Двутавры: классификация и маркировка, способы производства и применение

Двутавр – это широко распространённый вид фасонного проката. Получил такое название благодаря своей форме сечения, оно похоже на двойную «Т» или перевернутую «H». Верхняя и нижняя полки, соединены между собой стенкой. Полки могут располагаться параллельно либо с небольшим уклоном. Такая конструкционная особенность помогает достичь наилучших прочностных характеристик, придавая усиленную жесткость металлоконструкциям, при сборке которых этот профиль используется.

Показано где у профиля полки и стенка

Благодаря правильно подобранному весу, сечению, двутавр является популярным строительным материалом. Металлические профили применяют при проектировке мостов, жилых зданий, в постройке судов, а также в строительстве автомобильных эстакад.

Преимущества

В независимости от материалов и способов изготовления Т-образный профиль очень надежен, с таким уровнем прочности и жесткости, которую обеспечивает этот продукт конкурировать весьма сложно. При этом стоимость двутавровой продукции не сильно высока, а работать с ней довольно легко, так монтаж металлических конструкций осуществляется, как правило, в сжатые сроки путем проведения сварочных работ, также для возведения металлоконструкций подходят болты и заклепки. Кроме того, покупатель может сделать индивидуальный заказ по нужному размеру.

Преимущества: небольшой вес, надежность, высокая несущая способность, простота транспортировки и монтажа, низкая стоимость.

ВАЖНО: Профиль такого изделия выполняет роль каркаса. Он справляется с вертикальными, горизонтальными и поперечными нагрузками. Конструкция позволяет из него производить различные сборные сооружения. Что раскрывает перед этим видом стального проката еще большие возможности.

Классификация и маркировка двутавров

После первых двух цифр, означающих высоту профиля в см, идет маркировка полок буквенным способом. При этом Б, К, Ш и Д — с параллельными полками, а М — балка с уклоном внутренних граней.

Например, двутавр №10Б1 по ГОСТ 26020-83 изготавливается с параллельными гранями полок и имеет высоту сечение h=100 мм.

Кроме того, двутавры по ГОСТ 8239-89, имеют также полки с уклоном и маркируются только цифрой, обозначающей высоту сечения.

Рассмотрим маркировку профилей более детально:

  • Индекс «Б» означает, что это нормальный двутавр, который является идеальным решением при возведении различного типа сооружений. Если сделать правильный расчет для каждого отдельного элемента, то такой объект простоит долгие годы без усадок и других повреждений даже при длительной эксплуатации.
  • Буквой «К» маркируется колонный двутавр, с параллельными полками, который используется как вертикальная опора при строительстве многоэтажных строений, полки профиля значительно утолщены.
  • «Ш» — широкополочная, применяется в роли конструкционного элемента различных лестниц, перекрытий, мостов. Из-за своего переменного сечения такие изделия улучшают несущую способность металлоконструкций по всей их рабочей длине. При использовании достигается высокий процент экономии металла, но при выборе, прежде всего, нужно обратить внимание на толщину полки.
  • Маркировка «Д» означает, что это изделие дополнительной серии с шириной полки колеблющейся между широкополыми и нормальными балками. Двутавр дополнительной серии довольно редко применяют при строительстве основных конструкций, но иногда его использование является оптимальным решением.
  • Литера «М» обозначает балочный профиль, используемый для изготовления путей подвесного типа. Внутренние грани полок этого типа делают с уклоном, но не более 12%, высота профиля варьируется от 24 до 45 см. На территории больших предприятий без использования внутренних путей нельзя завершить производственный процесс в оптимальные сроки.

Наиболее востребованной конструкцией является двутавр с внутренним уклоном граней полок. Требования по точности изготовления размеров и уклона полок указывается в ГОСТе 8239-89.

Показаны отличия двутавров различных серий.

Правильная маркировка

Маркируются такие изделия на торцах с помощью стойкой краски, где фиксируют следующую информацию:

  1. Нумерацию заказа.
  2. Нумерацию чертежа, из которого была изготовлена двутавровая балка для строительства.
  3. Обозначение балки по чертежу КМД с обязательным уточнением на балке порядкового номера.

Способы производства двутавровых элементов

Двутавр производится из низколегированных и углеродистых сталей, может быть результатом холодного и горячего проката. Изготовление этого важного материала допускается строго по ГОСТу. Таким образом, в производстве балок все рассчитывается строго по государственным стандартам. Например, разрешаемый уклон внутренних граней полок не может быть выше 10 % для горячекатаных материалов. А также при производстве рассчитываются разрешенные прогибы стенок, они не должны быть больше 0,14 S, а возможная кривизна балки двутавра должна составлять всего 0,2%.

Различают два технологических метода производства:

  • Метод горячего проката (из слитка стали). Изделие получает свою уникальную форму с помощью протяжки разогретой заготовки через специальный валки.
  • Сварные варианты (из металлического листа). Такую конструкцию изготавливают путем сварки из нескольких заготовок. Изготовление двутавра таким способом производится на автоматических линиях с минимальным использованием ручного труда.

Горячекатаный двутавр производится быстрее сварного. А отсутствие сварочных швов является его главным преимуществом. Оба вида такого металлического изделия обладают высокой несущей способностью при относительно небольшом весе. Полки перераспределяют нагрузку так, что риск перекашивания конструкции практически отсутствует.
Точность прокатки металлоизделия бывает двух разновидностей: высокой точности (А) и обычной (Б).

Метод горячего проката

Основной способ производства балок — это горячая прокатка, высокопроизводительный процесс, позволяющий получить высокую точность размеров, делают такой металлопрокат на станах крупных металлургических предприятий, когда из заготовки формируют Т-образную продукцию.

Достоинства метода

К достоинствам данного способа изготовления можно отнести быстроту производственного процесса, получение монолитного продукта без соединительных швов. Высокая устойчивость к любым механическим воздействиям разрешает не использовать дополнительных элементов жесткости, они устанавливаются только в местах воздействия высоких нагрузок.

Недостатки метода

К минусам следует отнести повышение показателей веса готовой металлоконструкции в целом, потому что толщина стенки должна быть единообразной по всей длине. Еще один минус данного продукта — это ограниченные размеры двутавра. Современные металлургические предприятия выпускают широкий сортамент двутавров, но только определенных типоразмеров, строго ограниченных нормативно-техническими документами, что может приводить к удорожанию проектов по возведению строений, так как могут оставаться невостребованные отходы, допустим, если нужны специальные длины, которые при прокате невозможно произвести.

Сварной двутавр

Сварное двутавровое изделие производится путем проваривания трех базовых компонентов. Сваривание проводят с двух сторон, чтобы изделие было максимально надежным и прочным. Важно следить за тем, чтобы элементы прилегали как можно плотнее и находились строго перпендикулярно друг другу.
При сварке возникает необходимость в применении дополнительных элементов для воссоздания ребер жесткости и в этот процесс необходимо вовлекать серьезные трудовые ресурсы, все это нужно принимать во внимание на этапе проектных работ при строительстве. Стоит отметить, что введение дополнительных ребер, для усиления, уменьшает толщину стенки и понижает ее общую металлоемкость, раз уменьшается необходимое количество металла, то снижается стоимость, и сохраняются в неизменном виде все механические свойства.

Для изготовления методом сваривания служит такой материал, как профильный и металлический лист, для поясов может применяться гнутый профиль, швеллера и многое другое.

Достоинства сварного двутавра

  • Несомненный плюс, в том, что облегченный вес балочного изделия позволяет уменьшить общий вес металлоизделия, а значит и снизить общую стоимость строительного проекта.
  • Важное достоинство сварной балочной продукции — это то, что он производится под заданное техническое задание, и по индивидуальному заказу. Рассмотрим пример, для строительства определенного сооружения необходимо возвести металлоконструкции, где длина балки должна быть, 10,55 метров, то будет сварен профиль именно с такой длиной. Таким образом, заказчик избежит дополнительных отходов, а значит и расходов.
  • По техническому заданию для отдельных проектов этот тип профиля может производиться перфорированным, что уменьшает вес конструкции, может иметь усеченную форму, быть с неравными полками, с фланцевыми соединениями или дополнительными ребрами жесткости, из такого металлопроката можно создавать сложные архитектурные строения. Балочный продукт таких форм невозможно получить на металлургическом предприятии.
  • Можно сварить металлопродукцию с переменным сечением, это позволит распределить металл таким образом, что на нагружаемых участках конструкции, жесткость будет выше, удешевляя конструкцию без потери качественных характеристик.

Порядок изготовления сварного двутавра

Выделяют следующие основные фазы сваривания:

  • раскрой и порезка листа на полосы;
  • обработка кромок на станке, что необходимо для улучшения показателей свариваемости;
  • позиционирование и фиксирование полос на станке, для избежания сдвигов;
  • непосредственно сам процесс сварки;
  • торцовка и правка на станке;
  • очищение от ржавчины, грязи и масла.

Недостатки сварного двутавра

Несмотря на все вышеперечисленные достоинства, сварное производство никогда не сможет вытеснить с рынка прокатное, так как скорость и объемы производства сварной балки в разы уступают прокатному производству. А скорость же строительных работ по всей стране очень высока, таким образом, спрос на рынке этого типа металлопродукции можно покрыть лишь совместными объемами как сварного, так и прокатного производства.

Материал изготовления

Стальные двутавры изготавливают из углеродистых марок стали (для внутреннего применения) и низколегированной стали (например, 09Г2С) для наружных конструкций. Из-за хороших конструкционных характеристик данный продукт производят не только из стали, но и из дерева, железобетона, стеклопластика и алюминия.

Для защиты от коррозии и других негативных внешних факторов поверхностный слой подвергается цинкованию или покрытию специальной грунтовкой. Подобная обработка значительно увеличивает срок работы сооружений, в которых используется. Если предполагается эксплуатировать конструкцию в агрессивных условиях, то используется металлоизделие, изготовленное из качественных марок стали, и имеющее легирующие элементы.

Такие виды стального проката производятся по специально разработанным нормативным документам. В которых указывается необходимые требования к химическому составу стали, параметрам и допускам. Благодаря различным модификациям таких изделий их сфера использования с каждым годом расширяется.

Хранение и транспортировка

Хранят готовые балки на открытых площадках, предназначенных для временного размещения металлического проката. Транспортировка происходит с помощью специальной техники. К такому виду проката редко применяют упаковочные материалы.

Сферы применения двутавра

Применение двутавровой продукции достаточно широко. Ее можно встретить в самых различных сферах жизнедеятельности, тем более что производимая линейка настолько широка, что способна удовлетворить любые проектные особенности.
В качестве основных направлений и областей применения данного продукта можно выделить следующие:

  • Опоры и колонны мостов и эстакад.
  • Конструкции, использующиеся при обустройстве железнодорожных и автомобильных тоннелей.
  • Базовые элементы путепроводов.
  • Подкрановые балки на предприятиях промышленности, больших складах и цехах.
  • При строительстве шахтных проходов, в виде усиливающих или крепежных компонентов.
  • Востребован двутавровый профиль при возведении конструкций в метрополитенах.
  • При обустройстве стен котлованов, там, где масса грунта давит с большой силой на опорные компоненты.
  • Во всех видах строительства (гражданское, промышленное, частное), используется для изготовления скелетной основы сооружений и для крепления перекрытий.
  • Кровельных конструкций.

Перечислены возможные способы применения этого профиля.

Таким образом, без данного типа металлоизделия невозможно было бы создать современные архитектурные и инженерные сооружения, в том виде, которые мы видим сейчас, в будущем создавать новые архитектурные решения.

Сфера его использования основана на высоких характеристиках материала:

  • Устойчивость к изгибам.
  • Оптимальное распределение веса.
  • Увеличение жесткости конструкции.
  • Доступность изделия на рынке.

Как узнать точный вес строительного двутавра?

Необходимо упомянуть о важной составляющей производства металлоконструкций, с технической точки зрения — это расчет веса двутаврового профиля, используемого для каждого проекта. Расчет основывается на номере профиля, который можно найти в сортаменте двутавров, там же можно увидеть массу и площадь поперечного сечения. Стоит обратить внимание, что в таблице указанна масса одного погонного метра.

Для того, чтобы узнать вес двутавровой балки — можно взвесить материал.

Важно понимать, что эту процедуру производят только во время отгрузки строительного двутавра, чтобы узнать сколько точно поставщик отпускает заказчику.

Однако существуют отдельные случаи, когда взвесить балки не возможно в принципе. В этой ситуации помогут математические вычисления. Для этого берут отдельные балки двутавра и рассчитывают умножением длинны на массу одного погонного метра. Важно понимать, что все целый метраж изделия в таких конкретных случаях можно будет узнать, замерив длину. Удельный вес двутавровой металлоконструкции рассчитывают по одному из способов:

  1. Смотрят величину характеристик прописанных в таблице государственного стандарта.
  2. Рассчитывают вручную.

Стоит знать, что значения погонного метра балки выяснялись вручную расчетными способами. Расчеты применялись для балок с номинальным размером, а плотность металла принималась абсолютно идентичной средней величиной. Реальные материалы часто производятся с размерами, немного различными от базовых. Как раз эта разница и допускается по ГОСТу, и называется предельно возможными отклонениями при производстве.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *