Двутавр: сортамент, размеры, технические характеристики профилей

Материалы

Для возведения зданий и сооружений используют двутавровые балки, выполненные из металла, железобетона, дерева. Каждый из материалов имеет свое назначение, преимущества и недостатки в использовании.

• железобетонные профили применяют при возведении гражданских и крупнопромышленных зданий, металлоконструкций, перекрытий, подвесных путей и опор мостовых сооружений;
• углеродистая сталь занимает 80% рынка производства двутавров, отличается технологическими и прочностными параметрами;
• низколегированная прокатная сталь характеризуется устойчивостью к динамическим нагрузкам благодаря содержанию кремния, алюминия и марганца;
• сталь, для мостостроения, является самым прочным сплавом, который наделен возможностью сопротивления циклическим нагрузкам;
• алюминиевый сплав применяется, когда необходимо уменьшить вес конструкции, к тому же двутавры из алюминия обладают повышенными коррозийными характеристиками.

Существует не менее популярный вид двутавра, выполненный из дерева. Его применяют для формирования каркаса построек, устройства перекрытий между этажами или стропильной системы, а также возведения балконов и мансард. Профиль состоит из двух брусьев хвойных пород и плит ОСБ между ними. Конструкция не деформируется при большой нагрузке, имеет гладкую поверхность и не требует специальной техники для монтажа.

Горячекатаные и сварные балки

По способу производства металлические двутавры бывают горячекатаные и сварные.

Горячекатаные двутавры изготавливают путем прокатки при высоких температурах на специальном прокатном стане. Профиль формируется из раскаленной болванки из стали, в результате чего получается монолитная балка без швов. Процесс производства отличается простотой. При этом горячекатаный двутавр отличается надежностью и прочностью.

Плюсы горячекатаных балок:

• монолитность изделия благодаря отсутствию швов;
• наличие типоразмеров, что упрощает расчет конструкции;
• стандартные двутавры всегда доступны на оптовых складах.

Недостатки двутавровых профилей:

• утолщенные стенки приводят к увеличению веса балки и конструкции в целом;
• наличие окалины на поверхности после процесса прокатки;
• ограниченность в размерах, так как на российском рынке представлены двутавры шириной не более 40 см и длиной — 12 м;
• производство осуществляется только на крупных предприятиях, что значительно увеличивает стоимость транспортировки в небольшие населенные пункты.

Помимо горячекатаных изделий производят сварные двутавровые балки. Они довольно широко используются при возведении жилых и общественных зданий, а также промышленных объектов. Процесс изготовления представляет собой соединение металлических полос при помощи сварки. Сварной двутавр переносит большие нагрузки, при этом практически не подвержен скручиванию.

Для обеспечения максимальной прочности сварку производят с обеих сторон балки. Для сварочного шва используются заходные и выходные планки. При этом строго следят за перпендикулярным расположением деталей и плотностью прилегания. Достоинствами сварного двутавра являются:

• производство изделий с учетом ширины полки, дополнительных ребер жесткости и перфорации;
• изготовление профилей с составом из разных марок стали;
• ускоренный срок производства и доставки;
• небольшой вес, что значительно уменьшает количество средств, затраченных на возведение фундамента и стен.

Из недостатков сварных изделий можно назвать наличие швов после сварки, что в некоторой степени понижает прочность конструкции. Для укрепления балки приваривают дополнительные ребра жесткости в виде пластин. Использование металлических пластин приводит к лишним затратам и удорожанию проекта.

Достоинства и недостатки двутавровых балок

Давайте перечислим основные особенности двутавровые балок. А их немало!

Благодаря особой конструкции, балка в форме «Н» на практике оказывается в 7 раз прочнее стандартной квадратной балки с такой же площадью сечения, и при этом в 30 раз жестче. Удивительно, не правда ли?

В то же время двутавр, обладающий открытым сечением (как уголок или швеллер), имеют малую устойчивость к скручиванию, в 400 раз меньше, чем круглая труба. Поэтому на двутавровую балку, которая будет использоваться, обязательно рассчитывают нагрузку, постоянную и переменную.

Постоянная предполагает вес материала в виде балок, утеплителя, пола и потолка, а переменная – вес людей и оборудования на перекрытии. В результате таких точных просчетов прочность двутаврового основания не вызывает сомнения.

В процессе эксплуатации размеры двутавровых балок остаются стабильными и не подвержены усадке. Несущая способность таких балок – до 500 кг на погонный метр, и при этом один погонный метр весит всего около 6,8 кг.

Благодаря всему этому такие балки подходят для довольно длинных прогонов, до 24 метров, и для их монтажа не нужны специальные грузоподъемные механизмы (хотя с ними, конечно же, все работы идут быстрее).

К слову, от ферм двутавровые балки выгодно отличаются тем, что их легко подрезать при необходимости, тогда как с фермами такого не провернуть.

Балки достаточно легкие и удобные, без проблем транспортируются:

Плюс использование таких балок влияет на то, насколько дорогую и тяжелую технику нужно будет привозить на место строительства, при каких температурах разрешено работать и сколько будет весить само перекрытие.

Что касается цены, то отметим, что стандартное перекрытие из досок, конечно же, обходится дешевле. Но стоит учитывать, что для самих досок дополнительно нужны промежуточные опоры, обрешетка и многие другие дополнительные детали. Кроме того, такое основание периодически нуждается в ремонте, ведь речь идет о древесине.

Подведем итог: двутавровые балки отлично подходят в качестве стропил, прогонов и балок перекрытий, а также элементов каркаса в малоэтажном строительстве.

Основные характерные особенности продукции

Если рассматривать профили балок в исторической перспективе, то стоит отметить тот факт, что использовать их начали еще со времен Средневековья. В те времена двутавры использовались в основном в военных целях, в частности, в оружейном искусстве.

Но сколько бы столетий не прошло, они до сих пор активно применяются, правда, немного сменив область своего применения, и в настоящее время используются, исключительно, в строительных целях.

Промышленность выпускает разнообразные виды и типы двутавров. В продаже можно встретить как сортамент двутавров балочных, так и сортамент двутавров колонных. Если судить об их прочностных или иных характеристиках, то, в большинстве случаев, они могут быть достаточно выигрышным вариантом при строительстве, заменяя балки квадратного типа.

Двутавровые перекрытия имеют очень большие запасы прочности, поэтому их можно без проблем использовать в качестве несущих конструкций зданий.

Продукция двутавров из металла, имеет два вида:

• сортамент широкополочных двутавров;
• сортамент двутавров, у которых есть уклон полочных граней (по-другому их еще называют мостовыми двутаврами);

Разные виды двутавров могут быть представлены и в разных размерах. Например, горячекатаные двутавры чаще всего встречаются с размерами от 4 до 12 метров по длине. А если брать другой вид, например, прокатную балку, то его длинна может быть гораздо больше и в некоторых случаях доходить до 19 метров.

Двутавры, которые имеют параллельные грани полок, разделяют на типы:

• нормальные – Б (например, балка 25Б1);
• широкополочные – Ш (например, балка 20Ш1, двутавр 25Ш1);;
• колонные – К (например, балка 25К1);.

Согласно стандарту балки данного вида должны быть высотой от 100 и до 1000 мм, с шириной полок от 55 и до 400 мм. Такие балки часто  используют при укреплении шахтных стволов и сооружении подвесных дорог.

Балки нормальные бывают десяти видов:

От 20Б; 25Б; 30Б; 35Б; 40Б; 45Б; 50Б; 55Б; 60Б; 70Б.

Балки широкополочные бывают двенадцати видов:

20Ш; 25Ш; 30Ш; 35Ш; 40Ш; 45Ш; 50Ш; 60Ш; 70Ш; 80Ш; 90Ш; 100Ш.

Балки колонные бывают пяти видов:

20К; 25К; 30К; 35К; 40К.

Наиболее популярными считаются горячекатаные стальные двутавры, имеющие уклон внутренних граней полок. Благодаря своей прочности и способности выдерживать большие нагрузки, их часто используют в роли перекрытий при строительстве зданий, при возведении мостов, а также многих других конструкций.

Параметры двутавровых балок

Двутавры с небольшим уклоном (от 6 до 12% по ГОСТу 8239-89) относят к обычным (например, двутавр 27):

10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 24; 27; 30; 33; 36; 40; 45; 50; 55; 60.

Двутавры специальные соответствуют  ГОСТу 19425-74 и обозначаются буквами М и С (например, двутавр 24М).

Балки с маркировкой М (уклон не более 12%) предназначаются для подвесных путей:

18М; 24М; 30М; 36М; 45М.

Балки с маркировкой С (уклон не более 16%) используются для армировки шахтных стволов:

14С; 20С; 20Са; 22С; 27С; 27Са; 36С.

Каждый производитель, который изготавливает данный вид продукции, имеет и свои специальные таблицы двутавров. Таблица сортамента двутавра содержит основные необходимые параметры продукции, такие как способ производства, толщина стенок, технические характеристики, вес, марка металла, из которого он изготовлен.

Особенности профиля, размеры и вес двутавра 30

Производство двутаврового профиля № 30 регламентируется нормативной документацией, о которой было упомянуто выше. Данные двутавры производят в двух модификациях: обычный двутавр и двутавр с повышенной точностью (имеет маркировку «А»).

Нужно обратить внимание, что размеры двутавра 30, как и профилей другого размера, отличаются в зависимости от точности. Соответственно изменяется и вес изделия, что для некоторых строений имеет принципиальное значение

Стальная балка № 30 максимально устойчива к деформации и выдерживает колоссальные нагрузки

Метровая балка 30Б1 весит 32,9 кг. Размеры двутавра 30б1 следующие: высота металлической балки равна 296 мм, ее ширина – 140 мм. Стенка по толщине составляет 4,8 мм, полка – 5,8 мм. Длина профиля 30б1 составляет от 4 м до 12 м.

Размеры двутавра 30ш1 иные. Профиль имеет высоту 291 мм, значение ширины полки – 200 мм, размер толщины перемычки – 8 мм и толщину одной полки – 11 мм. Длина балки  варьируется от 4 м до 13 м. Профиль длиной 1 метр весит 36,48 кг.

Двутавровый профиль повышенной точности имеет высоту 300 мм, ширину 145 мм, толщину перемычки 6, 5 мм. Показатель толщины одной полки составляет 10,7 мм. При этом масса метрового двутавра повышенной прочности равна 39,17 кг.

Балка 30 см применяется в строительстве мощных подъемных механизмов, опорных конструкций и в строительстве стволов шахт

Тридцатый двутавр: таблица размеров

Двутавровый профиль № 30 используется при возведении крупных строительных объектов сложной архитектуры. Поэтому существует несколько «колонных» модификаций балки этого размера. Для возможности точного определения требуемых материалов существует удобная таблица: вес двутавра и его размерные характеристики указаны для каждого типа конкретного профиля.

Вес специальной двутавровой балки

Специальная балка – это элемент конструкции, используемый для создания различных сооружений. Как правило, обычно они участвуют в процессе строительства пролетов небольшой длины.

Существует несколько видов сооружений, для которых, чаще всего, применяются эти элементы:

• Эстакады;

• Монорельсовые пути;
• Строительные колоны;
• Склады;
• Гаражи;
• Подвалы;
• Производственные постройки.

Что касается веса специальных балок, то стоит заметить, что они в несколько раз больше содержат металла, чем стандартные конструкции. Это значительный плюс в связи с тем, что их нет необходимости дополнительно увеличивать при помощи элементов.

Из-за отсутствия швов от сварки также уменьшается количество дефектов.

Классификация двутавровых балок

Двутавровые балки отличаются по нескольким показателям, в связи с этим имеют различную маркировку. Параметры профилей разных марок можно найти в таблице сортаментов изделий. Исходя из конструкции, двутавры делятся на три основных вида: стандартный профиль, широкополочный и колонный. Также существует несколько дополнительных категорий.

Нормальный или стандартный двутавр (Б) используется при средних нагрузках. Применяют в основном при строительстве зданий и сооружений, эстакад, мостов и тоннелей, а также для железнодорожного транспорта.

Широкополочный двутавр (Ш) применяется при повышенных нагрузках. Он обладает долговечностью благодаря форме и расположению полок. Профиль характерен высокими показателями прочности, жесткости и коэффициентом сопротивления при сжатии и изгибе.

Колонный тип двутавра (К) отличается толщиной перемычек и полок, что делает изделие устойчивым к механическим нагрузкам. Местом применения являются колонны и опорные конструкции. Одним из минусов данного типа является мощное сечение балок, что приводит к увеличению веса.

Монорельс (М) имеет специальное назначение. Так как полки двутавра располагаются под наклоном, его используют для создания системы транспортировки на производственных складах.

Специальный двутавр (С) с различными расположениями полок: параллельным или под наклоном. В основном применяется при выполнении армирования шахт.

Узкополочный двутавр (У) характеризуется уменьшенной шириной полок. Используется в качестве опор для слабонагруженных конструкций.

Дополнительный двутавр (Д) не попадает ни в одну из обозначенных категорий. Изготавливают такие балки на заказ по индивидуальным параметрам.

Двутавровая балка имеет различные параметры, что определяет их сферу применения. При этом выпуск двутавров строго регламентируется государственными нормативными документами. Благодаря контролю производства, стандартам и нормам с помощью двутавровых профилей можно обеспечить прочность и долговечность возводимого сооружения.

Технические характеристики двутавров

При проектировании и расчете металлоконструкций не обойтись без справочной информации, характеризующей размеры и вес двутавровых балок.

Металлические двутавры: размеры и вес

Горячекатаные двутавровые балки с параллельными гранями полок ГОСТ 26020-83

Деревянные двутавры: размеры и вес

Благодаря небольшому удельному весу и высокой несущей способности, деревянные двутавры получили самое широкое распространение, особенно часто изделия применяются в частном строительстве. Размеры и вес деревянных двутавровых балок «BALKI DOMMA» приведены в таблице.

Сортамент двутавра по ГОСТ 8239-89

Балка это конструкция сплошного сечения, длина которой превышает размеры сечения. Балочные конструкции работают на изгиб. Горячекатанные балки применяют в конструкциях зданий, мостах, эстакадах и др. Наиболее рациональным является принимать сплошные сечения при пролетах до 20 м, свыше — сварные сечения.

Форма сечения балок является симметричный двутавр. Строительный сортамент в зависимости от нагрузки и пролета рекомендует применять балки двутаврового сечения и швелеры, прокатные и составные – сварные, на болтовых соединениях. Для профилей, рекомендованных сортаментом балок, прочность и устойчивость элементов сечения обеспечена. Исключением являются лишь гнутые профили. Общая устойчивость балки обеспечивается приваренным сверху настилом, который крепится по всей длине. Поэтому подбор сечения производят, используя уравнения прочности.

Сортамент балочного металлопроката — это перечень двутавров, выпускаемых металлургическими предприятиями Украины, в котором указывают размеры профиля, площадь поперечного сечения. Основными данными сортамента стальной балки являются размерные характеристики двутавровой балки: высота двутавра, толщина и ширина его отдельных элементов в соответствии с требованиями ГОСТов.

Сортамент двутавровых балок имеет различные типоразмеры двутавров и формы профилей (см. таблицы). Все балки разделяются на двутавры с параллельными гранями полок (нормальные, широкополые, колонные), двутавры с уклоном полок (обычные, специальные). Для унификации балки стальные имеют маркировку и номер, с помощью которого легко узнать по расчетным таблицам типоразмер двутавра и удельный вес.

Скачав сортамент двутавров можно сделать онлайн расчет веса балки зная общую длину и вес погонного метра двутавров. Перечисленные в справочнике данные являются справочными значениями, стандартизованы и занесены в ГОСТы:

1. ГОСТ 8239-89 «Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент».
2. ГОСТ 19425-74 «Балки двутавровые и швеллеры стальные специальные. Сортамент».
3. ГОСТ 26020-83 «Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент».

В данных стандартах приведены размеры, площадь поперечного сече­ния и масса 1 м двутавра, а также допускаемые отклонения от номинальных размеров. В стандартах на профили (балки, двутавры), применяемые для изготовления раз­личных конструкций, кроме размеров площади поперечного се­чения и массы одного погонного метра, приведены также справоч­ные величины: момент сопротивления, момент инерции, радиус инерции и др.

Сортамент двутавров балочных изготавливается из углеродистой и низколегированной стали марок 3ПС-1, 3СП/ПС-5, 09Г2С-12. Размеры и вес должны соответствовать требованиям ГОСТ 8239-89. Двутавры бывают высотой 10 см, 12 см, 14 см, 16 см, 18 см, 19 см, 20 см, 24 см, 27 см, 30 см, 36 см, 45 см (см. таблицу). Допуски на отклонения линейных размеров балок от номинальных, отклонения формы и расположения поверхностей, а также шероховатости поверхности следует производить универсальными методами и средствами (рулетки по ГОСТ 7502, штангенциркули, линейки по ГОСТ 427 и ГОСТ 17435)

Перед тем, как купить двутавровую балку очень важно убедиться, чтобы прокат был качественный, имел очень малую погрешность от стандартных размеров

Классификация по точности размеров двутавров, веса 1м:

• высокой точности — А
• обычной точности — В.

В соответствии с сортаментом двутавры изготовляются длиной от 4 до 13 м:

• мерной длины (размер двутавра по длине — фиксированная величина);
• кратной мерной длины (например 6 метров и 12 метров двутавра в одной пачке);
• мерной длины с остатком до 5% массы партии;
• немерной длины.

ГОСТ на деревянные двутавровые балки

Использование любых изделий опорного типа строго регламентируется ГОСТом. Разработано было немало документов, которые и сегодня успешно применяются:

• ГОСТ 30244-94 касается стройматериалов.
• СНиП 2.08.01-89 регламентирует строительство домов, предназначенных для проживания;
• ГОСТ 8486-86Е. Речь идет о технических условиях на материалы, производимые из хвойных пород деревьев.
• СНиП II-25-80 разработан в отношении конструкций, сооружаемых из дерева.

Когда речь идет об изготовлении двутавровой балки, то обычно применяют хвойные породы, что автоматически попадает под ГОСТ 8486. Если рассматривать нормы, прописанные в СНиП II-25, древесина для балок должна использоваться не ниже 2 сорта.

ГОСТ 26020-83 — Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок

Теоретическая масса 1 погонного метра балки по ГОСТ 26020-83