Балка: сущность, основные виды, целесообразность использования, рекомендации. Двутавровая балка — существующий выбор

Двутавровая балка в основании первого этажа строения.

Двута́вр - стандартный профиль конструктивных элементов из чёрного проката или дерева, имеющий сечение, близкое по форме к букве «Н». Балка двутаврового профиля в тридцать раз жестче и в семь раз прочнее балки квадратного профиля аналогичной площади сечения, что превосходит прочность швеллера . Однако устойчивость двутавра к скручиванию очень мала (как и у других открытых сечений - швеллера, уголка) - примерно в 400 раз меньше, чем у круглой трубы такого же сечения.

• Название происходит от лат. taurus (бык) - двутавровые балки «двурогие» по обеим сторонам.
• В английском языке используется термин I-beam (или H-shaped ), в польском и немецком - чаще используют термины, аналогичные double-T .

Общие характеристики

Размеры двутавров

Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок, согласно ГОСТ Р 57837-2017, по соотношению размеров и условиям работы делятся на следующие типы: балочные (нормальные и широкополочные), колонные, свайные, образцы дополнительной серии. По точности двутавры классифицируются на образцы типа А (высокая точность) и образцы типа В (обычная точность).

Стандартные размеры по ГОСТ Р 57837-2017 варьируются в следующих диапазонах:

• Высота двутавра(h): от 100 (мм) до 780 (мм).
• Ширина полки (b): от 55 (мм) до 435 (мм).
• Толщина полки (t): от 5,1 (мм) до 146 (мм).
• Толщина стенки (s): от 3,8 (мм) до 96 (мм).

Сортамент горячекатаных стальных двутавров с уклоном внутренних граней полок устанавливается ГОСТом 8239-89.

Стандартные размеры по ГОСТ 8239-89 варьируются в следующих диапазонах:

• Высота двутавра (h): от 100 (мм) до 600 (мм).
• Ширина полки (b): от 55 (мм) до 190 (мм).
• Средняя толщина полки (t): от 7.2 (мм) до 17.8 (мм).
• Толщина стенки (s): от 4.5 (мм) до 12 (мм).

По точности прокатки двутавры с уклоном внутренних граней полок классифицируются на образцы типа Б (повышенная точность) и образцы типа В (обычная точность). Уклон внутренних граней полок должен быть в пределах от 6 % до 12 %.

Двутавры всех типов изготавливают длиной от 4 (м) до 12 (м), по согласованию с потребителем допускается изготовление образцов длиной больше 12 (м).

Масса двутавров

Масса двутавра зависит от номинальной площади его поперечного сечения и длины. При расчётах веса используют среднюю плотность стали, которая составляет 7850 (кг/м 3).

Масса рассчитывается по формуле:

m = p × V, где p - это средняя плотность стали, V - объём двутавра.

Объём двутавра рассчитывается по формуле:

V = FH × h, где FH - это номинальная площадь поперечного сечения, h - длина двутавра.

Согласно ГОСТ Р 57837-2017 масса одного погонного метра стального нормального балочного двутавра в зависимости от номера профиля варьируется от 8,1 (кг) до 194,8 (кг), широкополочного двутавра - от 24.4 (кг) до 518,3 (кг), колонного двутавра - от 26.8 (кг) до 1332 (кг).

Вес горячекатаных стальных двутавров с уклоном внутренних граней полок также зависит от номера профиля и устанавливается сортаментом вГОСТ 8239-89. Масса образцов варьируется в пределах от 9.46 (кг) до 108 (кг).

По нормативам ГОСТ 8239-89 отклонения по массе 1 (м) длины двутавра должны быть в рамках от +3 % до - 5 %.

Типы металлических двутавровых балок

Ржавая клёпаная стальная двутавровая балка

Двутавровая металлическая балка широко применяется в строительстве перекрытий и мостовых сооружений. Также стальные двутавровые балки часто используются для армирования шахтных стволов , в автомобильной промышленности и вагоностроении .

В США чаще всего используют балки с широкими полками (wide-flange (WF) shape ).

Максимальная нагрузка на двутавровые балки по стандарту ASTM :

• A36 - до 36 ksi
• A572 - от 42 ksi до 60 ksi (обычно 50 ksi)
• A992 - от 50 ksi до 65 ksi

Номер профиля обозначает высоту сечения, например двутавр с номером профиля 20, имеет высоту сечения 20 см.

Помимо прочего, двутавровые балки бывают:

• Нормальный - обозначение символом «Б»
• Широкополочный - обозначение «Ш»
• Колонный - обозначение буквой «К»

Деревянная двутавровая балка

Двутавровая деревянная балка применяется в каркасном домостроении . Применение деревянных двутавровых балок в перекрытиях в каркасном домостроении позволяет:

• сократить затраты на устройство фундаментов ;
• ускорить сроки строительства;
• значительно снизить общий вес здания.

По сравнению с использованием простых балок в строительстве, использование двутавровых балок позволяет избежать таких проблем, как

Современные металлокомбинаты производят большое количество металлопроката для укрепления объектов строительства. Эта продукция имеет разное назначение, в зависимости от размеров и прочности. Наиболее прочным типом металлопроката является балка двутавровая. Ее используют при строительстве очень массивных сооружений, так как балка легко справляется с большими нагрузками.

Особенности и назначение

Двутавровая балка — это металлическое изделие с сечением в форме буквы «Н». Оно состоит из двух полок и соединяющей их стенки. Название данного металлопроката произошло от латинского слова «taurus». В переводе на русский taurus означает «бык». То есть, в дословном переводе эта разновидность металлопроката называется двурогой балкой.

Для изготовления данной продукции используют сталь. Как правило, это низколегированная или углеродистая сталь, в зависимости от назначения будущего изделия. Этот металлопрокат производится горячекатаным методом.
Балка двутавровая используется в промышленном и гражданском строительстве. С ее помощью армируют:

1. Кровли разной степени сложности.
2. Межэтажные перекрытия в многоквартирных домах.
3. Колонны сложных архитектурных объектов.
4. Стальные фермы для гражданских и промышленных зданий.
5. Стволы шахт.
6. Железнодорожные вагоны.
7. Мосты и другие объекты, возводимые на прочном стальном каркасе.

Также с помощью этой балки создают надежные крановые эстакады, мачты и монорельсовые дороги.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом данного металлопроката является его прочность и надежность. Эти характеристики связаны с формой сечения изделия. Ведь сечение в виде буквы «Н» значительно повышает жесткость продукции. Если сравнивать двутавровую балку с обычной, имеющей квадратную форму в разрезе, то первая будет намного прочнее и жестче. Показатель прочности у такой продукции даже превышает аналогичную характеристику у швеллера.

Высокие прочностные характеристики связаны с распределением механической нагрузки на металлическую конструкцию. При сечении в виде буквы «Н» нагрузка равномерно распределяется на всю балку, а не концентрируется в определенных точках. Поэтому при использовании данного металлопроката исключается риск быстрого износа и разрушения стального каркаса. Следовательно, балку двутавровую можно задействовать в строительстве очень массивных объектов, подверженных огромным нагрузкам. Главное — правильно подобрать размеры продукции.

Кроме прочностных характеристик, стоит рассмотреть и другие преимущества использования этого металлопроката. Самые важные из них:

1. Экономичность. Ввиду своей жесткости, двутавровая балка надежно армирует крупные объекты, не требуя использования вспомогательной арматуры. Если бы вы выбрали армирующий профиль другого типа, вам бы пришлось купить его в большем количестве, чтобы обеспечить устойчивость конструкции к разрушениям. В случае с двутавром в этом нет необходимости. Следовательно, вы сможете сэкономить на металлопрокате.
2. Малый вес. Сечение в форме буквы «Н» значительно снижает массу данного металлопроката. При этом его прочностные характеристики заметно возрастают, в сравнении с теми же характеристиками у более жесткой квадратной продукции.
3. Устойчивость к изгибу и сжатию. Благодаря этим преимуществам, двутавр хорошо переносит колебания и может использоваться при строительстве тяжелых мостов.
4. Возможность монтажа с помощью сварки. Сваривание элементов стальной конструкции ощутимо повышает скорость работ и сокращает сроки сдачи объекта.
5. Постоянство геометрических характеристик. Так как жесткость двутавра обусловлена его формой, любые изменения в ней привели бы к снижению прочности каркаса и разрушению постройки. Это исключено при использовании данного металлопроката. Ведь он не деформируется даже при слишком высоких нагрузках.
6. Легкость и экономичность перевозки. Для транспортировки более массивного металлопроката вам бы пришлось арендовать несколько транспортных средств. В случае с данной продукцией можно сократить количество транспорта. Ведь специфическая форма двутавра способствует компактной укладке, а его малый вес позволяет не беспокоиться о перегрузке.

Как и любой другой металлопрокат, балка двутавровая имеет не только достоинства, но и недостатки. Рассмотрим основные из них:

1. Плохая устойчивость к огню. Если на вашем объекте возникнет пожар, любое промедление в его тушении пагубно отразится на прочности конструкции. При выходе ситуации из-под контроля постройка даже может разрушиться.
2. Слабая устойчивость к коррозии. Углеродистая и низколегированная сталь боится ржавчины, поэтому данные материалы должны проходить обработку защитными веществами. И даже после правильной обработки балку не рекомендуется использовать в условиях сильной влажности (например, для сооружения подводных опор мостов).
3. Невозможность применения на слишком больших пролетах. При отсутствии дополнительных опор несущие способности двутавра заметно снижаются. Вам нужно уделить максимум внимания этой особенности металлопроката при разработке проекта.
4. Очень низкая устойчивость к скручиванию. Данный недостаток наблюдается у всех изделий с открытым сечением. Например, он есть у швеллера и уголка. Устойчивость балки к скручиванию примерно в 400 раз ниже, чем этот же показатель у круглой трубы с такой же площадью сечения. Если каркас вашего будущего объекта будет подвергаться скручиванию, лучше выбрать для армирования другой тип металлопроката.

Разновидности

Балка двутавровая бывает разного назначения. В зависимости от области применения, она имеет определенные характеристики. Например, этот металлопрокат выпускается с параллельными или наклонными полками. В первом случае речь идет об обычном металлопрокате, а во втором — о специальном. Изделия с параллельными полками имеют маркировку «У», «Ш», «Д» или «К». Она обозначает:

1. «У» — изделие с узкими полками.
2. «Ш» — металлопрокат с широкими полками, выдерживающими большие нагрузки.
3. «Д» — двутавр со средними полками.
4. «К» — продукция, предназначенная для сооружения колонн. Эти балки имеют большой вес и характеризуются самой высокой степенью прочности.

Двутавр с наклонными полками тоже бывает разного назначения, в зависимости от угла наклона и площади сечения. Он маркируется буквами «М» или «С». Продукция с маркировкой «М» предназначена для сооружения подвесных путей. Угол наклона ее внутренних граней не должен превышать 12 %. Балки с маркировкой «С» используют для укрепления стволов шахт. У этих двутавров угол наклона внутренних граней может достигать 16%. Коэффициенты 12% и 16% — это максимальные показатели для угла данной продукции. Их нельзя превышать в процессе изготовления металлопроката.

Кроме ширины полок и угла их наклона, балка двутавровая классифицируется по степени точности. Этот показатель говорит о допустимых отклонениях от размеров во время прокатки (таблица размеров и отклонений размещена в ГОСТ 8239-89). Степень точности отмечается на продукции буквой «В» или «Б». Если на балке указана маркировка «В», значит это изделие с обычной точностью изготовления. Буква «Б» говорит о повышенной точности. Такая продукция подходит для сложных задач, требующих отсутствия даже мельчайших погрешностей. При ее изготовлении очень важно соблюдать допустимые показатели прогиба стенки, притупления наружных кромок и кривизны самого изделия.

В государственном стандарте указаны следующие критерии точности:

1. Допустимый прогиб стенки — не больше 0,15.
2. Притупление наружных кромок — не более 2,2 мм (для категории «Б», для обычных балок этот показатель не имеет значения).
3. Кривизна изделия — не больше 0,2% от его длины.

Точность соблюдения других характеристик (высоты двутавра, а также ширины, толщины и перекоса полки) зависит от категории изделия («В» или «Б») и его размеров. Все эти коэффициенты приведены в таблице в ГОСТ для металлопроката с обычной и повышенной точностью изготовления.

Размеры и вес

При изготовлении балки двутавровой в обязательном порядке учитываются требования ГОСТ 8239-89. В этих требованиях регулируются размеры изделий и просматривается их зависимость друг от друга. Например, в готовой балке взаимосвязаны следующие параметры:

• площадь поперечного сечения;
• радиусы внутреннего закругления;
• толщина полок;
• угол наклона внутренних граней;
• высота изделия;
• толщина стенки;
• ширина полки;
• радиус закругления полки;
• вес изделия.

Величина этих характеристик не подлежит изменениям. Например, балка двутавровая с маркировкой «10» имеет площадь поперечного сечения 12 кв. см. При этом ее остальные характеристики должны равняться:

• радиус внутреннего закругления = 7 мм;
• толщина полок = 7,2 мм;
• высота изделия = 100 мм;
• толщина стенки = 4,5 мм;
• ширина полки = 55 мм;
• радиус закругления полки = 2,5 мм;
• вес изделия = 9,46 кг (имеется в виду вес балки длиной 1 метр).

При изготовлении металлопроката данного типа надо соблюдать все перечисленные размеры, так как они взаимосвязаны друг с другом. Если изменится хотя бы одна размерная характеристика (например, увеличится длина стенки или уменьшится ширина полки), прочность балки заметно снизится. Это значит, что металлопрокат нельзя будет использовать в строительных работах, ведь он станет слишком ненадежным. Такая балка сломается при любых физических или сейсмических нагрузках, что приведет к разрушению дома, моста или другого объекта.

По ГОСТ 8239-89 двутавровая балка может иметь площадь сечения от 12 до 138 кв. см (в зависимости от размеров, двутавр маркируется цифрами «10», «12», «14» ... «60»). У самого крупного изделия из государственного стандарта следующие характеристики:

• радиус внутреннего закругления = 20 мм;
• средняя толщина полок = 17,8 мм;
• высота двутавра = 600 мм;
• толщина перемычки между полками = 12 мм;
• ширина каждой полки = 190 мм;
• допустимый радиус закругления полки = 8 мм.

При таких размерных характеристиках вес изделия должен составлять 108 кг на каждый метр. Как правило, балки выпускаются длиной 4-12 метров, при этом их длина зависит от площади сечения металлопроката. Чем больше площадь, тем больше и длина. Но есть и исключения. Например, если покупателю необходимы балки меньшей длины, он может заказать их прямо у производителя.

Также при изготовлении на заказ возможно изменение других характеристик. Если в ГОСТ 8239-89 максимальная площадь сечения двутавра указана 138 кв. см, это еще не значит, что вы не сможете получить более массивную продукцию, при необходимости. В государственном стандарте приведены расчеты в ограниченном диапазоне. Любые другие вычисления выполняются инженерами индивидуально. То есть, заказчик обращается к производителю и оставляет заявку на изготовление нужной ему продукции. Далее начинается процесс производства по такой схеме:

1. Выполняются расчеты размерных характеристик. При вычислении этих характеристик соблюдаются их соотношения друг с другом, как и в рассмотренных в ГОСТ изделиях. Также специалисты определяют допустимый показатель погрешности, в зависимости от степени точности продукции. В процессе работы инженеры учитывают не только размеры балки, но и такие ее коэффициенты, как момент инерции, статический момент полусечения, момент сопротивления и радиус инерции. Только при соблюдении всех этих характеристик можно получить качественное, прочное изделие.
2. Делаются чертежи. Если у вас есть свои чертежи, вам не придется оплачивать эту услугу. Но учтите, что создание такой документации требует наличия очень глубоких знаний и опыта проведения подобных работ. Поэтому не заказывайте услугу у сомнительных специалистов, ориентируясь на низкую цену. Помните, что от правильности проведения расчетов будет зависеть прочность вашего двутавра и всей постройки, которую вы собираетесь армировать сделанными по чертежам балками.
3. Изготавливается двутавровая балка в нужном количестве.

Где купить?

Если вас заинтересовала балка двутавровая, ее купить можно здесь . Это сайт нашей компании «МС» — металлобазы, занимающейся реализацией проката любого типа. У нас вы найдете продукцию высотой от 100 до 691 мм. В каталоге есть изделия с узкими, средними, нормальными и широкими полками. Также мы можем предложить вам колонные и специальные балки. Перечень доступных товаров и их характеристики доступны для просмотра на сайте.

Если вы еще не определились с выбором поставщика металлопроката, ознакомьтесь с преимуществами нашей компании. Они ежедневно привлекают к нам новых клиентов. Основные из наших преимуществ:

1. Сотрудничество с ведущими металлокомбинатами РФ. Мы не закупаем товар у сомнительных лиц, поэтому можем уверенно сказать, что продаем качественный металлопрокат.
2. Большой выбор продукции. Вы найдете в каталоге двутавр любого размера, следовательно, вам не придется дожидаться его изготовления. Кроме того, у нас есть много металлопроката другого типа, а не только балки. Если вы профессиональный строитель, вам известно, что при возведении крупного объекта одних двутавровых балок будет недостаточно. Вам придется покупать арматуру и другой прокат. Сотрудничая с нами, вы сделаете это одновременно, не задерживая строительных работ и не переплачивая за доставку.
3. Доступные цены. Так как мы берем товар прямо с металлокомбинатов, а не через посредников, нам не приходится закупать его по повышенной цене. Соответственно, наши клиенты получают металлопрокат по цене производителя.
4. Оперативная поддержка. Если вы не знаете, какая двутавровая балка подойдет для ваших задач, попросите помощи у нашего специалиста. Он найдет вам товар с оптимальными характеристиками.
5. Акции и распродажи, позволяющие сэкономить на покупке.
6. Полезные дополнительные услуги. Мы не только продаем прокат, но и занимаемся его сваркой и резкой.

Чтобы заказать двутавр, уточните стоимость изделия и ожидайте доставки. Если вы указали адрес в СПб, мы доставим товар своей машиной. В остальных случаях продукция будет отправлена подходящей вам транспортной компанией.

Фото, использованные в статье, приведены для иллюстрации и не являются изображением продукции компании.

(двутавр) - это один из наиболее распространенных видов металлопроката. Данное изделие представляет собой горизонтальный брус из стали. В сечении оно имеет вид буквы «Н». Грани двутавровой балки располагаются под определенным углом или параллельно друг другу. Простота конструкции и надежность обуславливают повсеместное применение такой продукции. Ее цена в Москве зависит от ширины и длины профиля.

Где используется стальная двутавровая балка?

Стальная двутавровая балка, сделанная в соответствии с , и балочные конструкции используются при строительстве гражданских, промышленных и общественных зданий. Они могут быть элементом:

• кровли;
• крановых эстакад;
• колонн.

В жилом сегменте такие металлические изделия применяют в частном и общественном строительстве в качестве несущих конструктивных элементов. Целесообразно делать из них несущий каркас при больших пролетах (более 7 метров), в случаях, когда бетонные конструкции не выдержат предполагаемых нагрузок. Они подходят для создания междуэтажных перекрытий любых сооружений (в том числе тех, что имеют большие пролеты).

Незаменимы они при возведении мостов, наземных переходов, подвесных путей и других объектов, где присутствуют повышенные нагрузки от вертикального поперечного воздействия. Двутавр отлично выдерживает их во время эксплуатации и не чувствителен к влиянию атмосферных и механических воздействий. Даже через десятки лет он будет противостоять им.

Данный вид металлопродукции при воздействии силы испытывает не кручение, а деформацию на осевой изгиб. Он также успешно противостоит усадке возведенного здания. При установке двутавра значительно уменьшается масса несущих конструкций. Это значит, что, используя его, можно сократить затраты на строительство. Незначительный вес при чрезвычайно высокой жесткости также делает стальную двутавровую балку идеальным вариантом для армирования шахтных путей и создания основы под высоконагруженные строения. Это могут быть:

• железнодорожные тоннели;
• подвесные пути для кранов;
• эстакады;
• резервуары;
• мачты;
• подкрановые пути.

Двутавры часто используются для монорельсов, по которым катится висящий тельфер, и в тяжелом машиностроении, вагоностроении и других отраслях для создания различного оборудования. Такая балка может быть подвергнута гибке, или сварке, поэтому нередко применяется как элемент дизайна при оформлении строений.

Среди огромного количества самых различных вариантов металлоконструкций особый интерес представляет двутавровый швеллер. На самом деле подобное обозначение не совсем правильно, поскольку швеллер – это название П-образного профиля, однако оно является устоявшимся, а значит, имеет право на существование. Ниже мы подробно расскажем о данном виде металлопроката, а также рассмотрим сферу его применения и разновидности.

Двутавр или двутавровая балка представляет собой один из наиболее распространенных профилей. В данной статье речь идет о металлический балке, однако нужно помнить, что существуют и деревянные разновидности.

Стальные двутавры изготавливаются двумя способами. Наиболее распространенный метод производства – горячекатаный, однако существует и сварной. Сварной способ используется для получения больших деталей или в том случае, когда требуются какие-то особые характеристики балки. Первый же способ производства предполагает изготовление балок, которые прокатываются на специальных станах. Для получения изделия используется заготовка.

В сечении балка представляет собой форму, близкую к букве «Н». Использование таких конструкций позволяет решить сразу несколько проблем в процессе строительства. Первая из них заключается в том, что за счет использования Н-образного профиля появляется возможность существенно снизить массу конструкции. Второе же преимущество состоит в большей прочности. Если сравнивать двутавр и классическую балку, имеющую квадратный профиль, то последняя проигрывает.

Где используется

Стальные балки – это незаменимый элемент многих современных конструкций, поскольку в общем случае при создании плоских перекрытий бетонные конструкции сами по себе не могут обеспечить должную прочность и надежность. Обычно балки применяются на пролетах более 7 м, однако могут использоваться и в других случаях. Конечно, существуют и бетонные балки, но последние используются при возведении каких-либо промышленных объектов. Деревянные двутавровые балки напротив, больше подходят для загородных домов. Конечно, балка является не единственным подходящим вариантом: швеллер, двутавр деревянный или другие изделия всегда можно использовать, однако соотношение прочности, цены и надежности у балок самое оптимальное.

Главная особенность балки заключается в том, что она распределяет большинство растягивающих напряжений под углом 45 градусов к своей оси. В данном случае вертикальная стенка работает как зигзагообразная решетка фермы: распределяет усилия. Получается, что надежность будущей конструкции окажется очень высока. С другой стороны возможно использование других металлических балок – сварных.

Сварной двутавр

Это – разновидность легких металлоконструкций, имеющая Н-образное сечение. Оно является наиболее оптимальным не только с точки зрения надежности, но и из соображений удобства монтажа. Сварные конструкции наиболее широко применяются в строительстве гражданских объектов, где требуются опоры, несущие элементы перекрытия и т.д. Использование подобных стройматериалов решает одну из самых сложных проблем – понижение металлоемкости конструкции. Нужно сказать, что установка сварной балки позволяет сильно уменьшить расход металла, поскольку дает возможность подобрать именно то сечение, которое требуется в данном случае.

Швеллер, двутавр или сварные балки производятся из низколегированной или углеродистой стали. В первом случае речь идет о С255, а во втором – С345 (09Г2С). Изготовление производится методом горячего или холодного проката, а сварной балки — с помощью сварного оборудования, после чего осуществляется дополнительный контроль, например, ультразвуковым способом.

Преимущества стальной конструкции с первого взгляда может оценить любой специалист, а большой опыт их эксплуатации является лучшим доказательством надежности подобных изделий:

• Снижение массы. В среднем данный параметр составляет до 10% от веса всех металлоконструкций, если произвести замену горячекатаного двутавра на сварной. Как уже говорилось выше, так происходит из-за правильного выбора сечения балки.
• Возможность использования разных типов сталей, полок и стенок. Горячекатаное изделие с какими-то специальными характеристиками потребуется заказывать заранее, а со сварным подобные проблемы не возникают.
• Возможно изготовить сварной двутавр, имеющий несимметричное сечение. Часто подобные решения требуются для упрощения конструкции и позволяют снизить их вес.
• Сварные балки могут быть изготовлены любой требуемой длины, поэтому в процессе строительства расходы будут минимальными. Конечно, существует таблица швеллеров, балок и других металлоконструкций, однако в большинстве случаев на складах поставщиков находятся лишь изделия, имеющие определенную длину, которая является самой востребованной в данном регионе.
• Сварные балки повышают рентабельность проекта. Стоимость подобных изделий ниже, чем горячекатаных, их масса выше, а прочность находится на необходимом уровне. С помощью этих металлоконструкций легко создавать большие пролеты, что приведет к снижению общего веса конструкции, уменьшению расхода материалов, а значит, положительно повлияет и на стоимость.

Нужно также отметить, что технология изготовления сварных двутавров позволяет получить биметаллические балки, которые относятся к подтипу специальных и не могут быть изготовлены другим способом.

Какие виды бывают

Продажа швеллера и двутавра сегодня производится многими компаниями, однако нужно помнить о том, что производство подобных металлоконструкций должно осуществляться в соответствии с ГОСТ. Так государственный стандарт выделяет несколько типов балок — горячекатаные и специальные.

В первом случае речь идет о двух видах изделий. Один из них имеет наклонные грани полок, а другой параллельные. Балки с наклонными гранями регламентируются ГОСТ 8239, где сказано, что угол наклона граней должен находиться в пределах от 6 до 12 процентов.

В отличие от швеллеров двутавры этого типа имеют только два класса точности прокатки: Б – повышенной точности и В — обычной.

Прогиб стенки не должен превышать 15% от её толщины, а кривизна требуется менее 0.2% от длины изделия. Для класса точности «Б» производится притупление наружных кромок полок (менее 2.2 мм), а для «В» подобные работы не требуются. Отклонения по массе при производстве в пересчете на массу 1м3 не должны выходить из области минус 5%, +3%. В отдельных случаях стандарт допускает ужесточения последнего требования, если был заключен соответствующий договор между изготовителем и потребителем.

Двутавры с параллельными гранями полок производятся в соответствии со стандартом 26020. Он распространяется на все изделия такого типа, высота которых находится в пределах 100..1000 мм, а полки имеют ширину 55..400 мм. Все подобные балки разделяются на:

• нормальные;
• широкополочные;
• колонные двутавры.

Стандартные швеллер, двутавр или другие балки могут иметь длину до 12 м, однако прокат по ГОСТ 26020 изготавливается до 24 метров.

Специальные балки

Двутавры этого типа производятся по ГОСТ 19425. К данной категории относятся балки для подвесных путей (М), армирования шахтных стволов (С) и специальные решения для нужд автомобильной промышленности. Все изделия делятся на две категории точности – высокой «А» и повышенной «В». В данном случае уклон внутренних граней выбирается 12% для балок «М» и 16% для балок «С». Притупление наружной кромки профиля выбирается в пределах 0.3 от средней толщины полки.

Размер или номер двутавра показывает его условную высоту, выраженную в сантиметрах. Например, двутавр №10 представляет собой балку, имеющую высоту 10 см.

Подводя итоги, отметим, что выше мы описали все виды используемых сегодня металлических двутавровых балок. На нашем сайте приведена достаточно подробная информация и по другим металлоконструкциями. Если вам требуются данные по таким изделиям, как швеллер, двутавр или гнутый швеллер, то здесь вы найдете все необходимые сведения.

Балка представляет собой составной линейный элемент несущей конструкции, имеющий минимум две точки опоры (опирается на оба конца) и работающий на изгиб. Использование балки направлено в первую очередь на распределение весовой нагрузки всей конструкции. Наиболее часто применяется горизонтальное использование балки, которая компенсирует вертикальную поперечную нагрузку. А само весовое давление балки компенсируется вертикальными элементами, горизонтальная поверхность которых является точкой опоры для балки. Последующая компенсация приходится на опоры конструкции, если отсутствуют дополнительные промежуточные элементы. Таким образом, взаимокомпенсация весовых нагрузок позволяет обеспечить устойчивость и надежность всей конструкции.

Виды балок в строительстве

На фото: балки двутавровые в устройстве кровли

Существует большое количество официальных классификаторов элементов строительных конструкций. Ниже будет представлены две наиболее объективные классификационные схемы.

Классификация строительных балок по виду материала

• Стальная балка представляет собой поперечный или продольный элемент несущей конструкции, выполненный из специальной, углеродистой или низколегированной стали методом горячего или холодного металлопроката. Главное достоинство стальных балок: оптимальная степень прочности при работе на изгиб. Применяются при возведении конструкции, предполагающей повышенную весовую нагрузку или высокую степень опасности: подвесные пути, шахтные стволы и так далее.

• Железобетонная балка представляет собой строительный элемент линейного типа, применяемый в несущей конструкции с целью перераспределения веса и повышения устойчивости всей конструкции и состоящий из композиционного материала: бетонная матрица, усиленная стальной арматурой. Железобетонные балки являются более дешевым аналогом стальных балок и применяются на объектах со стандартной весовой нагрузкой: жилищное строительство, возведение зданий промышленного типа.

На фото: железобетонная балка для возведения моста

• Деревянная балка представляет собой элемент несущей деревянной или иной облегченный конструкции, выполненный из древесины. Широко применяется для возведения жилых и хозяйственных сооружения из дерева.

На фото: деревянная балка в устройстве перекрытия

Классификация строительных балок по типу торцевого сечения

• Сечение прямоугольного типа. Целесообразно в использовании в пролетах с малой длиной.
• Сечение «L»-типа. Применение целесообразно при конструировании фасадов сооружений.
• Стандартные и двускатные тавровые балки (сечение «T»-типа). Оптимально подходят для пролетов средней длины. В
• Балка двутавровая. Имеют повышенную устойчивость и используются для длинных пролетов.
• Сечение «V»-типа. Используются в качестве дополнительного элемента для усиления несущей конструкции.
• Сечение «VT»-типа. Использование в качестве прогонов.

Двутавровые балки в свою очередь делятся на подкатегории:

• Балка двутавровая с параллельными гранями полок. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 26020-83.
• Стандартная двутавровая балка с углом наклона граней полок от 6 до 12%. Стандарты и размеры представлены ГОСТом 8239-89.
• Специальная двутавровая балка, стандарты и размеры представлены ГОСТом 19425-74. Делятся на два подтипа с маркировкой: «M» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 12%; «C» — двутавровая балка имеет угол наклона граней до 16%.

Отдельно необходимо рассмотреть такой элемент несущей конструкции, как ригель (иногда имеет наименование: ригельная балка). Ригель в подавляющем большинстве случаев бывает железобетонным и в отличие от стандартной балки является неотъемлемым элементом рамы (балка – это самостоятельный элемент конструкции). Ригель широко используется при устройстве опалубки.

Расчет прочности балки при работе на изгиб

Для расчета прочности балки на прогиб (то есть определение веса, который данный элемент несущей конструкции способен выдерживать без появления деформаций и иных ведущих к разрушению конструкции факторов) требуется учитывать целый ряд факторов, основными из которых являются:

• Длина балки. Чем короче балка, тем большую нагрузку она способна выдержать.
• Материал, из которого изготовлена балка. Сталь является наиболее прочным материалом.
• Поперечное сечение балки (площадь и форма). Чем больше площадь, тем больше допустима нагрузка на изгиб.
• Способ закрепления балки в несущей конструкции. Во многом зависит от формы сечения. Балка двутавровая крепится наиболее прочно.

Для расчета максимальной нагрузки на изгиб используют формулы сопромата. Для упрощения процесса можно использовать онлайн-калькулятор, позволяющий получить достаточно точное значение на основании введенных данных.

Рекомендации при выборе строительных балок и возведении конструкций

• Основным фактором при выборе балки для возведения несущей конструкции является расчет веса максимальной нагрузки при воздействии поперечных вертикальных сил. Однако, в районах с нестабильными климатическими условиями и высокой степенью сейсмологической опасности необходимо произвести расчет действия поперечных горизонтальных сил.
• Профили двутавра могут иметь в маркировке следующие буквы: Б, Ш, К. Расшифровка: Б – стандартная, Ш – широкополочная и К – колонная двутавровая балка соответственно.

Выбрать оптимальные профили балки при строительстве – обеспечить долговечность и надежность конструкции!