Что такое двутавр?

Двутавр - это наиболее широко распространённый вид фасонного проката. Двутавр – это наиболее широко распространённый вид фасонного проката. Получил такое название благодаря форме сечения, оно похоже на двойную «Т», верхняя и нижняя полки, соединенны между собой стенкой, они могут располагаться параллельно или под углом относительно друг друга, такая конструкционная особенность помогает достичь наилучших прочностных характеристик, придавая усиленную жесткость металлоконструкциям, при изготовлении которых используется.

Классификация двутавров

После первых двух цифр, означающих высоту стенки, идет маркировка полок буквенным способом, при этом Б, К, Ш и Д — с параллельными полками, а М — балка с уклоном внутренних граней, рассмотрим каждую подробно.

  • Индекс «Б» означает, что это нормальная или обычная продукция, которая является идеальным решением при возведении различного типа сооружений, если сделать правильный расчет для каждого отдельного объекта, 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, есть и конструкционная особенность — размер ее перекладины равняется отдельно взятому каждому ее вертикальному отрезку, также полки балки 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 обычными балками. Двутавр дополнительной серии довольно редко применяют при строительстве основных конструкций, но иногда его использование является самым 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.

Способы производства двутавровых элементов

Двутавр производится из низколегированных и углеродистых сталей, может быть результатом холодного и горячего проката. Из-за хороших конструкционных характеристик данный продукт производят не только из стали, но и из дерева, железобетона, стеклопластика и алюминия.

Различают два технологических метода производства:

  • метод горячего проката (из слитка стали);
  • сварные варианты (из металлического листа).

Точность прокатки металлоизделия бывает двух разновидностей: высокой точности (А) и обычной (Б).
Диапазон длины составляет от 4 до 12 метров.
Для защиты от коррозии и других негативных внешних факторов поверхностный слой подвергается оцинкованию 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.

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

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, так как 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.

Сферы применения двутавра

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.
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 для 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.

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.