Длина проката двутавр
Балка двутавровая
Двутавр или двутавровая балка – это вид металлопроката, представляющий собой длинномерный профиль с поперечным сечением в виде буквы «Н». Он образован двумя параллельными полками и соединяющей их стенкой. Такое сечение хорошо работает при воздействии изгибающих нагрузок, поэтому используется в качестве балок и колонн в строительстве.
Вес двутавровых балок: Основная серия | С уклоном внутренних граней полок | Серия Ш | Серия К | Серия Д
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
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
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.
Технология производства горячекатаного двутавра
Горячекатаную балку производят методом горячей прокатки, который широко используется для других видов фасонного и сортового проката.
Сущность этого метода заключается в постепенной деформации заготовки (обычно это блюм прямоугольного сечения) из прямоугольника в Н-образный профиль путем обжатия парами приводных роликов, объединенных в прокатную клеть.
Прокатные клети, в свою очередь, создают технологическую линию прокатного стана, в которой сталь и приобретает конечную форму.
Каждый ролик имеет специальные проточки кольцевого типа, называемые калибрами. В ходе вращения металл затягивается в калибры, сжимается и меняет свою форму.
ЗА несколько этапов сталь перераспределяется между полками и стенкой, зерно измельчается, а прочность металла увеличивается.
Предварительный нагрев заготовки до 1100-1200°С делает металл пластичным, что позволяет катать его с большим обжатием и, соответственно, обеспечивает высокую производительность процесса и качество прокатки. Из-за нагрева процесс и получил свое название – горячая прокатка.
Впервые горячую прокатку двутавра запатентовал Альфонс Хэлбоу (1849 год) из компании Forges de la Providence, которая и стала развивать этот метод.Двутавровый профиль стал особенно популярен во времена активного строительства небоскребов, так как позволял создавать относительно легкие и прочные конструкции.
Основным производителем, который продвигал этот вид стройматериалов, стал завод Bethlehem Steel (правопреемником является известная компания ArcelorMittal)
Сейчас процесс ведется на станах рельсобалочного линейного и универсального типа. Такое оборудование имеется на КМК, НТМК, ОХМК, Чусовском заводе и ММК.
Характеристики и технология производства сварного двутавра
Сварная двутавровая балка по геометрическим характеристикам аналогична двутавру с параллельными гранями полок.
Обычно производство такой продукции осуществляют небольшие заводы металлоконструкций и другие металлообрабатывающие предприятия.
В качестве заготовки используется листовая сталь, которая сваривается автоматической сваркой под флюсом. Естественно, производство сварного двутавра является мелкосерийным или штучным, что сказывается на его цене.
При этом метод отличается следующими преимуществами:
— кроме изделий с размерами по ГОСТ 26020, может выпускаться любой тип двутавров по чертежам заказчика;
— существуют технологии изготовления двутавра с усиленными элементами, когда на определенных участках стенка или полки утолщаются – это позволяет изготавливать балки под конкретные проекты с просчитанными нагрузками;
— также может производиться биметаллический двутавр, элементы которого изготавливаются из разных марок стали.
Применение двутавра
Двутавр, отличаясь хорошим сопротивлением изгибающим нагрузкам, находит основное применение в строительстве.
Он используется для обустройства балок в частных домах, вспомогательных постройках, в конструкции гражданских, промышленных и инфраструктурных объектов, в мостостроении и других сферах.
Двутавр играет важную роль при конструировании тяжело-нагруженных зданий и сооружений, например, при строительстве небоскребов и других высотных зданий.
Машиностроение является еще одним крупным потребителем двутавровой балки .Специальный вид двутавра находит применение для крепления горных выработок и при обустройстве подвесных путей для лебедок и другого подъемно-транспортного оборудования в заводских помещениях, на автомойках, мастерских и пр.
Длина проката двутавр
Среди многообразия видов металлопроката двутавр обладает наиболее отличительными особенностями. Это касается как надежности, так и цены. Строительство, вагоностроение и производство спецтехники – все эти отрасли являются активными потребителями данного профиля.
Не говоря уже о мостостроении, на которое приходится около 50% всего выпускаемого двутавра.
Но что послужило этому причиной? Какие типоразмеры входят в стандартный сортамент двутавров? На что следует обратить внимание при выборе размера профиля? Обо всем этом Вы узнаете прочитав статью ниже.
Характеристики
Двутавр представляет собой металлический профиль с Н-образной формой сечения. Типоразмеры, их пределы отклонений и форма двутавров регулируются государственными стандартами ГОСТ 8239-89 и ГОСТ 26020-83. Там же указаны порядок маркировки и виды используемых материалов.
https://www.youtube.com/watch?v=uxnNg1vN0SY
На фоне остального металлопроката двутавр имеет наибольшую степень удельной прочности и жесткости. Связано это с его формой сечения.
Она соответствует наиболее правильному распределению напряжения по площади балки, что позволяет существенно снизить объем используемого материала.
Так временное сопротивление на разрыв двутавра и цельного бруска с аналогичными размерами практически одинакова, а масса при этом Н-образного профиля ниже более чем в 10 раз.
Сортамент уголков по ГОСТ 8509-93Двутавры получают методом прокатывания. На производство они поставляются заготовками от 3 до 12 метров. По требованию заказчика метраж проката может быть значительно увеличен.
Виды двутавров
Современная промышленность представляет огромное многообразие двутавров. В зависимости от формы сечения их подразделяют на следующие категории:
- Горячекатаный стальной двутавр ГОСТ 8239-89. Представляет собой Н-образный профиль, полки которого образует со стенкой угол 8-12 градусов. Наиболее часто употребляется как опорная кран-балка для тельферных линий.
- Двутавры нормальные. Их сортамент полностью представлен в таблице ГОСТа 26020-83. От предыдущего типа профиля его отличает параллельность граней полок между собой. Это упрощает процесс изготовления с одной стороны, а с другой, хотя и незначительно, снижает сопротивляемость деформации профилем. В конструкторской документации его принято обозначать буквой «Б».
- Двутавр широкополочный ГОСТ 26020-83. Ширина полок в данном профиле увеличена почти в 1,5 раза по сравнению с вышепредставленными видами двутаврого сортамента. Такое увеличение формы сечения положительно сказывается на прочности, жесткости и долговечности балки. В среднем она способна выдержать на 40% большей нагрузки по сравнению с нормальным двутавром. Маркируется буквой «Ш».
- Колонные двутавры отличаются еще большей шириной полок. Толщина стенки также увеличена. Точные размеры двутавра приведены в ГОСТ 26020-83. Такая модификация позволяет повысить значение прочности почти на 100%. Употребляется в особо ответственных конструкциях. Обозначается буквой «К».
Помимо формы сечения сортамент прокатного профиля включает в себя различную номенклатуру материалов, из которых изготавливают двутавровые балки. Наиболее применяемыми из них являются:
- Углеродистые стали обыкновенного качества. Механические свойства и химический состав соответствуют ГОСТ 380-2005. По степени раскисления подразделяются на спокойные, кипящие и полуспокойные. Восемьдесят процентов рынка представлены именно этими сталями в силу их оптимального соотношения цены, технологических и прочностных характеристик.
- Строительные стали ГОСТ 27772-88. Отличаются более высокими требованиями по отношению вредных примесей. Основной сортамент данных сталей представлен такими марками как С235, С245 и С255.
- Низколегированные прокатные стали. Полный список механических характеристик размещен в основной таблице ГОСТа 19281-89. Данные стальные сплавы дополнительно легированы марганцем, кремнием и алюминием, что делает их более устойчивыми по отношению к динамическим нагрузкам.
- Стали для мостостроения ГОСТ 4784-97. Еще более прочный сплав. Обладает повышенным сопротивлением к воздействию циклических нагрузок. Применяется в особо ответственных конструкциях.
- Алюминиевые сплавы ГОСТ 4784-97. Сюда входят различные их марки: Амг5, Д16 и прочие. Применяются в тех случаях, когда приоритетом для конструкции является легкость. Также сортамент двутавров из данного материала отличается более высокими эстетическими и коррозионностойкими свойствами.
Параметры
Как уже было указано ранее, на значение жесткости двутавра наибольшее влияние оказывает размер и форма сечения, которые характеризуются такими параметрами как:
- Высота и толщина стенки;
- Ширина и толщина полки;
- Момент сопротивления и момент инерции – величины, которые показывают сопротивляемость геометрии формы к деформации. Их значение можно найти в таблице справочника по весам материалов или другой технической литературе;
- Радиус скругления.
Величина данных параметров подбирается исходя из следующих технических условий:
- Расстояние между опорными концами;
- Тип нагрузки;
- Усилие на балку сконцентрировано в одной точке или распределено по ее поверхности;
- Значение нагрузки;
- Тип материала, из которого изготовлена балка.
Область применения
Главной отраслью потребления двутавра до сих пор остается строительство. В основном его применяют в качестве пролетных балок в промышленных и гражданских помещениях. Двутавр является важной частью арочных перекрытий, мостовых и козловых кранов.
https://www..com/watch?v=uxnNg1vN0SY
Также балка активно используется при строении мостов и в производстве некоторой специальной техники: экскаваторы, землекопы и прочие. В автомобилестроении двутавры применяются как элемент каркасов большегрузных машин – грузовиков. А также они служат опорной частью железнодорожных вагонов.
Балка двутавровые стальные специальные.
Наиболее часто используемая балка двутавровая имеет «Н» – образный профиль в разрезе, или две соединенные «Т». Профиль в виде «Т» называют тавром. Отсюда соответсвенно и название — «двутавровая».
Балка двутавровая разделяется по форме полок, которые могут быть параллельны друг другу (согласно ГОСТ 26020-83) или быть с уклоном (согласно ГОСТ 8239-89).
С параллельными гранями полок они маркируются следующим образом:
«Б» – нормальные,
«К» – колонные,
«Ш» – балка широкополочная.
Длина стандартной балки может быть мерной — от 400 мм до 12 000 мм, немерной и кратной.
Специальная балка имеет мерную длину — от 400 мм до 13 000 мм, а также имеют такие стандарты длины, как: мерная с остатком и кратная мерная с остатков.
В зависимости от нужд потребителя, длина может изменяться. Параметры точности одинаковы как для стандартных, так и для специальных изделий. Допустимые отклонения составляют от -3 до +5 процентов по весу и 0,2 процента от длины — по кривизне.
Также выделяется несколько классов точности.
Так для стандартной балки применимы классы точности:
«Б» — повышенной и «В» — обычной.
Для специальной классы точности:
«А» — высокой и «В»- обычной. Нормативные документы: ГОСТ 19425. Конструкция и размеры. ГОСТ 535. Общие технические требования.
Виды балок
Балка классифицируется по своему основному назначению:
колонная (К),
подвесных путей (М),
а также по способу производству (стальная горячекатаная); отличаются и по таким характеристикам, как толщина стенки и полки и расположение граней полок:
широкополочная,
с параллельными гранями, и пр.
— двутавровая балка стальные горячекатаные — двутавровая балка стальные горячекатаные с параллельными гранями — двутавровая балка из углеродистой и низкоуглеродистой стали — металлические балки для подвесных путей — широкополочная балка — колонные балки
— нормальные балки
Данное предложение не является публичной офертой и носит информационный характер.
Пожалуйста, уточняйте наличие товаров и цену у менеджеров.
Купить балку двутавровую просто — позвоните нам
тел. +7 (343) 344-50-68; 268-68-29; 268-68-26
или напишите: e-mail: metalltehservis@bk.ru.
Договор поставки.
Карточка предприятия.
© МеталлТехСервис | Политика конфиденциальности и обработки перс. данных
Гост 8239-89 двутавры стальные горячекатаные. сортамент, гост от 27 сентября 1989 года №8239-89
ГОСТ 8239-89
Группа В22
МКС 77.140.70
ОКП 09 2500
Дата введения 1990-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР, ГОССТРОЕМ СССР, Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.09.89 N 2940
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2209-80
4. Стандарт соответствует МС ИСО 657-13
5. Стандарт унифицирован с БДС 5951-75, TGL 10369
6. ВЗАМЕН ГОСТ 8239-72
7. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
8. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2012 г.
Настоящий стандарт устанавливает сортамент горячекатаных стальных двутавров с уклоном внутренних граней полок.
1. Поперечное сечение двутавров должно соответствовать указанному на черт.1.
Черт. 1 Поперечное сечение двутавров
— высота двутавра; — ширина полки; — толщина стенки; — средняя толщина полки; — радиус внутреннего закругления; — радиус закругления полкиЧерт.1
Примечание. Уклон внутренних граней полок должен быть 6-12%.
2. Номинальные размеры двутавров, площадь поперечного сечения, масса и справочные значения для осей должны соответствовать приведенным в табл.1.
Таблица 1
| Номер дву- тавра | Размеры | Площадь попе- речного сечения, см | Масса 1 м, кг | Справочные значения для осей | |||||||||||
| не более | , см | , см | , см | , см | , см | , см | , см | ||||||||
| мм | |||||||||||||||
| 10 | 100 | 55 | 4,5 | 7,2 | 7,0 | 2,5 | 12,0 | 9,46 | 198 | 39,7 | 4,06 | 23,0 | 17,9 | 6,49 | 1,22 |
| 12 | 120 | 64 | 4,8 | 7,3 | 7,5 | 3,0 | 14,7 | 11,50 | 350 | 58,4 | 4,88 | 33,7 | 27,9 | 8,72 | 1,38 |
| 14 | 140 | 73 | 4,9 | 7,5 | 8,0 | 3,0 | 17,4 | 13,70 | 572 | 81,7 | 5,73 | 46,8 | 41,9 | 11,50 | 1,55 |
| 16 | 160 | 81 | 5,0 | 7,8 | 8,5 | 3,5 | 20,2 | 15,90 | 873 | 109,0 | 6,57 | 62,3 | 58,6 | 14,50 | 1,70 |
| 18 | 180 | 90 | 5,1 | 8,1 | 9,0 | 3,5 | 23,4 | 18,40 | 1290 | 143,0 | 7,42 | 81,4 | 82,6 | 18,40 | 1,88 |
| 20 | 200 | 100 | 5,2 | 8,4 | 9,5 | 4,0 | 26,8 | 21,00 | 1840 | 184,0 | 8,28 | 104,0 | 115,0 | 23,10 | 2,07 |
| 22 | 220 | 110 | 5,4 | 8,7 | 10,0 | 4,0 | 30,6 | 24,00 | 2550 | 232,0 | 9,13 | 131,0 | 157,0 | 28,60 | 2,27 |
| 24 | 240 | 115 | 5,6 | 9,5 | 10,5 | 4,0 | 34,8 | 27,30 | 3460 | 289,0 | 9,97 | 163,0 | 198,0 | 34,50 | 2,37 |
| 27 | 270 | 125 | 6,0 | 9,8 | 11,0 | 4,5 | 40,2 | 31,50 | 5010 | 371,0 | 11,20 | 210,0 | 260,0 | 41,50 | 2,54 |
| 30 | 300 | 135 | 6,5 | 10,2 | 12,0 | 5,0 | 46,5 | 36,50 | 7080 | 472,0 | 12,30 | 268,0 | 337,0 | 49,90 | 2,69 |
| 33 | 330 | 140 | 7,0 | 11,2 | 13,0 | 5,0 | 53,8 | 42,20 | 9840 | 597,0 | 13,50 | 339,0 | 419,0 | 59,90 | 2,79 |
| 36 | 360 | 145 | 7,5 | 12,3 | 14,0 | 6,0 | 61,9 | 48,60 | 13380 | 743,0 | 14,70 | 423,0 | 516,0 | 71,10 | 2,89 |
| 40 | 400 | 155 | 8,3 | 13,0 | 15,0 | 6,0 | 72,6 | 57,00 | 19062 | 953,0 | 16,20 | 545,0 | 667,0 | 86,10 | 3,03 |
| 45 | 450 | 160 | 9,0 | 14,2 | 16,0 | 7,0 | 84,7 | 66,50 | 27696 | 1231,0 | 18,10 | 708,0 | 808,0 | 101,00 | 3,09 |
| 50 | 500 | 170 | 10,0 | 15,2 | 17,0 | 7,0 | 100,0 | 78,50 | 39727 | 1589,0 | 19,90 | 919,0 | 1043,0 | 123,00 | 3,23 |
| 55 | 550 | 180 | 11,0 | 16,5 | 18,0 | 7,0 | 118,0 | 92,60 | 55962 | 2035,0 | 21,80 | 1181,0 | 1356,0 | 151,00 | 3,39 |
| 60 | 600 | 190 | 12,0 | 17,8 | 20,0 | 8,0 | 138,0 | 108,00 | 76806 | 2560,0 | 23,60 | 1491,0 | 1725,0 | 182,00 | 3,54 |
| Примечания:1. Площадь поперечного сечения и масса 1 м двутавра вычислены по номинальным размерам; плотность стали принята равной 7,85 г/см.2. Величины радиусов закругления, уклона внутренних граней полок, толщины полок, указанные на черт.1 и в табл.1, приведены для построения калибров и на готовом прокате не контролируется.3. В таблице используют обозначения: — момент инерции; — момент сопротивления; — статический момент полусечения; — радиус инерции.4. Двутавры от N 24 до N 60 не рекомендуется применять в новых разработках. |
3. По точности прокатки двутавры изготовляют:
повышенной точности — Б;
обычной точности — В.
4. Предельные отклонения по размерам и форме поперечного сечения двутавров (черт.1-2) должны соответствовать приведенным в табл.2.
Черт. 2 Предельные отклонения по размерам и форме поперечного сечения двутавров
— ширина укороченного фланца; — ширина удлиненного фланца; — перекос полки; — прогиб стенки
Черт.2
Таблица 2
мм
| Параметр двутавра, показатель качества | Размер | Предельное отклонение при точности прокатки | |||||
| повышенной | обычной | ||||||
| Высота | До | 140 | включ. | ±2,0 | ±2,0 | ||
| Св. | 140 | « | 180 | « | ±2,5 | ||
| Св. | 180 | до | 300 | включ. | ±3,0 | ±3,0 | |
| « | 300 | « | 360 | « | ±3,5 | ||
| Св. | 360 | до | 600 | включ. | ±4,0 | ±4,0 | |
| Ширина полки | До | 73 | включ. | ±2,0 | ±2,0 | ||
| Св. | 73 | « | 90 | « | ±2,5 | ||
| « | 90 | « | 135 | « | ±3,0 | ||
| Св. | 135 | до | 155 | включ. | ±3,0 | ±3,5 | |
| « | 155 | ±4,0 | |||||
| Толщина полки * | До | 7,5 | включ. | -0,4 | -0,7 | ||
| Св. | 7,5 | « | 8,9 | « | -0,5 | -0,7 | |
| « | 8,9 | « | 10,7 | -0,6 | -0,8 | ||
| Св. | 10,7 | до | 12,3 | включ. | -0,7 | ||
| « | 12,3 | « | 14,2 | « | -0,8 | -1,0 | |
| « | 14,2 | « | 15,2 | « | -0,9 | ||
| Св. | 15,2 | -1,0 | -1,2 | ||||
| Перекос полки при ширине | От | 55 | до | 190 | включ. | Не более 0,0125 | Не более 0,02 |
| Отклонение от симметричности при ширине | До | 73 | включ. | 2,0 | |||
| Св. | 73 | « | 90 | « | 2,0 | 2,5 | |
| « | 90 | « | 135 | « | 3,0 | ||
| Св. | 135 | до | 145 | включ. | 3,0 | 3,5 | |
| « | 145 | 4,0 | |||||
| Длина | До | 8 м | включ. | +40 | +40 | ||
| Св. | 8 м | К допуску +40 прибавлять по 5 мм на каждый метр длины св. 8 м | +80 | ||||
| ________________* Плюсовые отклонения ограничиваются предельными отклонениями по массе. |
5. Прогиб стенки () не должен превышать 0,15.
6. Кривизна двутавра не должна превышать 0,2% длины.
7. Притупление наружных кромок полок двутавров повышенной точности не должно превышать 2,2 мм, для двутавров обычной точности — не контролируется.
8. Профили изготавливают длиной от 4 до 12 м:
мерной длины;
кратной мерной длины;
немерной длины.
По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление двутавров длиной свыше 12 м.
9. Отклонения по массе 1 м двутавра не должны превышать плюс 3, минус 5%.
По согласованию изготовителя с потребителем отклонение по массе без контроля толщины полок и стенки двутавра не должно превышать плюс 3, минус 3% для двутавров до N 16 и плюс 2,5, минус 2,5% для двутавров свыше 16.
10. Размеры и геометрическую форму контролируют на расстоянии не менее 500 мм от торца двутавра.Высоту двутавра контролируют в плоскости .
Электронный текст документаподготовлен АО «Кодекс» и сверен по:официальное изданиеСтальной листовой прокат.Сортамент: Сб. ГОСТов. —
М.: Стандартинформ, 2012
Двутавр
Двутавровая балка, или в просторечии двутавр, наряду со швеллером и стальным уголком является одним из основных видов металлопроката, используемых в строительстве, изготовлении стальных конструкций как несущих, так и вспомогательного назначения. Благодаря оптимальному соотношению «вес двутавра – продольная жесткость» прокат широко используется в качестве основных конструкционных элементов для мостовых пролетов, ферм, опорных сборок и железобетонных плит перекрытия.
Нормативные документы на двутавр
Двутавр представляет собой композицию из центральной вертикальной плоской балки и двух опорных полок, верхней и нижней.
Технология изготовления проката такова, что в ней нет сварных швов, поэтому изначально в конструкции нет остаточных напряжений и пластических деформаций.
Поэтому упрощается расчет строительных конструкций на несущую способность, достаточно правильно определить условия приложения нагрузки. Остальные данные, момент сопротивления, длину и массу — из таблицы сортамента.
На сегодня двутавр выпускается в нескольких исполнениях по следующим стандартам:
- Двутавровый пролет общетехнического и специального назначения в соответствии с ГОСТом №19425-74;
- Балки стальные горячекатаные ГОСТу № 8239-89;
- Двутавровые балки стальные специального назначения в определении ГОСТов №535-88 и №19425-74.
К сведению! Кроме государственных стандартов, многие металлургические предприятия выпускают двутавр по собственным техническим СТО, которые могут отличаться от норм, установленных ГОСТом.
Прочность и несущая способность конструкционного элемента зависит от веса проката, размеров полок и взаимных пропорций профиля. Проще всего определить вес 1 метра двутавра из таблицы, приведенной в сортаменте или любых машиностроительных справочниках.
Как правило, нормативной считается длина балки, равная 13 м, но на практике длину проката определяют заказчики, поэтому металлобазы и заводы-производители могут для нужд логистики и перевозки реализовать более широкий диапазон размеров. Чаще всего тяжелые двутавровые прогоны покупаются отрезками 10 м и 4 м.
Более легкие балки нарезаются отрезками, кратными 4 м.
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.
Конструкция двутавровой балки и особенности ее устройства
Устройство двутавра приведено на схеме. Для определения свойств и характеристик в ГОСТе и сортаменте используются как минимум четыре дополнительные характеристики:
- Расположение полок – параллельное или с уклоном;
- Размеры горизонтальных полок двутавра относительно вертикальной стойки;
- Вес 1 метра двутавра и нормативная длина проката;
- Класс точности изготовления профиля, повышенная точность маркируется литерой «А», рядовая или обычная – литерой «В».
Кроме того, сортаментом выделена в отдельные категории высота и ширина вертикальной перемычки.
На первый взгляд, эти параметры тоже имеют достаточно весомый вклад в прочность и жесткость профиля, на самом деле их приводят только для того, чтобы знать геометрические размеры балки при проектировании конструкции.
Существенного дополнения вертикальная перемычка не вносит, мало того, в некоторых заказных марках проката стальные балки изготавливаются с большим количеством отверстий в вертикальной перемычке.
Особенности устройства двутавровой балки
Основным документом, определяющим конструкцию проката, является ГОСТ 19425-74. Государственный стандарт описывает все используемые в строительстве марки двутавровых балок.
Понятно, что одну и ту же балку не используют для строительства опор или в качестве подвесных направляющих для шахтного оборудования.
В соответствии с требованиями нормативного документа все профили разделяют на несколько категорий:
- Балки нормального исполнения с параллельным расположением полок, в обозначении проката используется литера «Б»;
- Узкополочный профиль, применяется для изготовления составных пролетов большой длины, в обозначении присутствует литера «У»;
- Широкополочные плоскопараллельные балки с увеличенными размерами верхних и нижних полочных элементов, литера «Ш»;
- Специальные виды профиля: «Д» — дополнительные, с шириной, занимающей промежуточное значение между нормальной и широкой серией.
Кроме перечисленных видов, существуют также колонный профиль – «К», с максимальной шириной полки, равной высоте вертикальной перемычки, и «М»- специальные двутавровые балки, используемые в качестве подвесной системы опор вагонеток.
Понятно, что особенности конструкции влияют на такие характеристики, как масса одного метра и момент сопротивления. Для упрощения ситуации сравним изменение в массе двутавровых балок нестандартного исполнения.
Например, вес 1 метра двутавра 20б1 равен 21,3 кг, а вес 1 метра двутавра 20ш1 с широкими полками почти на 30% больше- 30,6 кг. Аналогично двутавр 25ш1, вес 1 метра равен 44 кг, а в нормальном исполнении вес 1 метра двутавра 25б1 –всего 25,7 кг.
Разница более чем существенная.
Для иллюстрации можно посмотреть нестандартного двутавра категории «М» — двутавр 24м, вес 1 метра составляет 38кг, двутавровая балка аналогичной высоты, но в нормальном исполнении весит всего 27кг.
Что такое прочность двутавра
Двутавровая балка была задумана, как конструкционный или строительный элемент с оптимальным распределением напряжений в профиле.
Почему так важно знать все приведенные элементы двутавра? От геометрии, размеров и взаимного расположения горизонтальных и вертикальных элементов зависит основная характеристика двутавра — момент сопротивления.
Условно ее можно представить, как площадь сечения двутавра, умноженную на расстояние от основания до геометрического центра Н-образной фигуры.Понятно, что наибольшим моментом сопротивления будет обладать профиль не с самой большой массой, а тот, у которого площадь сечения отнесена на максимальное расстояние от нижней полки. Вот поэтому двутавровые балки такие разные.
Основной вклад в прочность балки на изгиб принадлежит горизонтальным полкам. Классический способ применения заключается в том, чтобы заставить ее работать на изгиб с максимальным нагружением горизонтальных элементов.
Для иллюстрации можно воспользоваться приведенной выше таблицей и сравнить момент сопротивления двутавра в вертикальном и горизонтальном направлении.
Можно увидеть, что при изгибе относительно оси X двутавровый прокат оказывает сопротивление почти в два раза сильнее, чем при нагрузке вокруг оси Y.
Исключение составляют профили категории «Ш» и «К». Для широкополочных двутавровых балок момент сопротивления по обеим осям имеет приблизительно сопоставимое значение. Такой профиль устанавливается в конструкциях, где условия нагружения более сложные, чем простой изгиб. Широкополочный двутавр способен воспринимать сложную пространственную нагрузку без потери устойчивости.
Прокат категории «К», или колонные профили вообще выпадают из общего ряда двутавровых балок.
Их используют в первую очередь в качестве опорных элементов – свай или колонн, поэтому для оценки несущей способности применяется в первую очередь момент инерции, характеризующий устойчивость профиля при осевой нагрузке.
Размеры полок и вертикальной перемычки подобраны так, чтобы при нагрузке по продольной оси профиля двутавровая балка была нагружена равномерно и не выгибалась дугой.
Балки серии «К» могут использоваться в качестве несущих колонн при возведении больших складских помещений, в малоэтажном строительстве, особенно если здание приходится устанавливать на участке со сложным рельефом и большим уклоном. В этом случае колонны связываются напрямую с элементами свайного фундамента.Отдельно стоит вспомнить двутавр категории «М», один из самых востребованных в частном строительстве. По сути, двутавровая балка применяется в качестве опорного монорельса для подвесного транспорта.
Нижняя полка изготавливается увеличенной толщины и с минимальным размером галтелей. Такие балки удобно использовать для сборки любых домашних конструкций, они легче и прочнее двутавра обычного исполнения.
Такой профиль идеально подходит для изготовления потолочного перекрытия в гаражах, сараях, хозяйственных и подсобных помещениях, где требуется высокая прочность потолочной плиты. Двутавровые балки укладываются на стены с шагом 80-100 см, а промежутки между прокатом заполняются бетонными плитами или отрезками асбестоцементных труб.
Заключение
В качестве материалов для изготовления двутавровых балок применяется рядовая конструкционная сталь Ст3-Ст5.
Благодаря этому профиль отлично режутся, сверлятся, свариваются электросваркой, не меняя своих основных характеристик.
Горячекатаные балки за счет вторичной термообработки обладают более высокой прочностью, чем рядовые, но такой прокат стоит дороже и требует отжига и нормализации перед использованием в ответственных конструкциях.
Что еще почитать по теме?
Сергей Новожилов — эксперт по кровельным материалам с 9-летним опытом практической работы в области инженерных решений в строительстве.