Двутавровая балка гарантирует высокий уровень надежности, в одном ряду со швеллером а также квадратной или прямоугольной профтрубой. Двутавровые балки – основа перекрытий меж этажами а также колонных подпирающих конструкций, например, в подземке метро.
Виды двутавров в зависимости от формы сечения
Сортамент двутавров различается в зависимости от их исполнения. Это могут быть колонные элементы, чьи торцы выполнены в виде расположенных под прямым углом к основной части балки, являющейся основой её длины и поперечного сечения. Обычные двутавровые балки обладают Н-образным профилем с некоторым усечением с каждой из сторон, в которых направлены из боковые грани – тавровые полки.
В отличие от полноценного Н-образного профиля, не обладающего боковым усечением, ширина полок двутавра считается значительно уменьшенной.
Двутавр сам по себе напоминает два тавровых (Т-образных) элемента, которые соединены между собой сторонами, где нет полочных граней. Противоположная разновидность двутавра – «крестовина» – напоминает собой «плюсобразный» или крестообразный в разрезе несущий элемент, от одного из тавров которого отрезаны полки, и оставшаяся полоса приварена по среднеполочной линии продольно. «Крестовина» обладает меньшей жёсткостью и прочностью на изгиб, чем Н-образный двутавр, так как поставить её на ровной основе без наклона на 45 градусов нельзя. Прокатный двутавр подразделяется на горячекатаный и холоднокатаный. Первый массово используется в строительстве зданий и сооружений – от малоэтажного жилого дома до моста.
Второй больше применяют в декоративном строительстве. Например, сооружая какой-нибудь памятник-символ павшим героям или культуре какого-либо из народов, устанавливая памятный знак района или города, можно использовать и горяче-, и холоднокатаную сталь. Холоднокатаный двутавр благодаря своей почти зеркальной, идеально гладкой поверхности применяют как элемент капитально-декоративного строительства, обустройства всевозможных объектов. Он не требует дополнительной шлифовки в отличие от горячекатаного двутавра. Двутавровые балки меньшего размера, например, с шириной основной перемычки менее нескольких сантиметров применяют в качестве элементов каркаса диванов, двухместных кроватей и шкафов. Та или иная разновидность мебельного предмета, усиленного профсталью, обладает большей долговечностью в плане всевозможных деформационно-перегрузочных воздействий.
Разновидности двутавров по применяемым материалам
По применяемым материалам двутавр поставляется в виде стального и алюминиевого элементов. Сталь и алюминий характеризуются предельно высокой дешевизной, позволяющей массово производить эти комплектующие. Медный бронзовый или латунный двутавр – большая редкость, используются эти элементы лишь в качестве компонентов заказного интерьера или как не несущие мебельные вставки, играющие декоративную роль. По сравнению со стальным двутавром цветнометаллический двутавровый элемент обладает в несколько раз меньшей прочностью. Алюминий, к примеру, легко надламывается при сгибании. И медь, и алюминий легко гнутся, хотя медные двутавровые комплектующие выдерживают значительно большее число перегибов. Стальной двутавр чаще всего производят из стали Ст3сп – спокойной разновидности стали 3. «Спокойные» стали по сравнению с полуспокойными и кипящими («неспокойными») отличаются меньшей пористостью, что не даёт им быстро ржаветь: скорость ржавления в воде заметно меньше 1 мм в год по толщине изделия.
Морозоустойчивые двутавровые балки, отличающиеся меньшей хладноломкостью при морозах до десятков градусов в земных условиях, способны работать до –150 градусов, так как изготавливаются из стального сплава 09Г2С, что позволяет их использовать без ущерба свойствам даже на Полюсе относительной недоступности в Антарктиде. Эта сталь также могла бы использоваться в полномасштабных планетоходах, работающих в марсианских условиях при –110 по Цельсию – опять же, без потери свойств. Деревянный двутавр, в отличие от стального, применяется как заменитель бруса при обустройстве чердачно-потолочных перекрытий.
Композитные и металлокомпозитные, пластиковые двутавры являются скорее компонентами техники и мебели, да и то вспомогательными – на них не возложена несущая роль.
Сортамент двутавров по параметрам
Размеры балок принимают свои значения в соответствии со следующими параметрами.
- Радиус закругления. Его значение может варьироваться в диапазоне 1-14 мм. Чем больше балка, тем выше его значение. Закругление – характеристика, сообщающая о плавности перехода между главной стенкой (перемычкой) и полками (боковинами).
- Ширина боковых полок. Используют действующее значение, равное сумме значений ширины полок с каждой из обеих сторон от продольного (полочного) торца, на который можно положить двутавр. В результате он занимает своё положение как бы «стоя». К полученному значению прибавляется толщина перемычки. На практике используют и ширину каждой полок по отдельности, и суммарное – наружное – значение их ширины.
- Ширина стенки, или высота двутавра, – параметр, описывающий ширину самой перемычки внутри элемента, без учёта его полок. Но на практике часто пользуются значением снаружи элемента – общая высота с учётом толщины полок двутавра, поставленного «стоя».
- Толщина перемычки. С данным значением у потребителя не возникает никаких дополнительных вопросов к производителю и продавцам.
- Толщина полок – параметр неоднозначный: переменная толщина, к примеру, у края и у середины полки может отличаться на миллиметр и более.
- Угол наклона граней – имеется в виду не физическое отгибание полок наружу, а расположение внутренней стороны за счёт переменной толщины. При этом наружные стороны полочных составляющих остаются параллельными друг другу.
- Вид черно- либо цветнометаллического сплава или цветного металла. Данный параметр определяет гибкость, прочность и упругость, твёрдость материала, из которого изготовлен двутавр. Стальной сплав требует меньшей толщины стенок, так как, помимо твёрдости, обладает выраженной упругостью, вязкостью по сравнению с цветными металлами.
- Длина сегмента и площадь его поперечного сечения.
По последним двум параметрам вычисляются объём стали, затраченный на производство элементов, и их вес. Весовая характеристика важна при расчёте стоимости доставки партии двутавровых балок с ближайшего склада продавца к потребителю.
Популярные марки двутавров
Производство двутавровых балок учитывает более сотни наименований, среди которых – Ш1, 35Б1, 30Б2, 25К1, 45М, 35Ш1, 35Б2, 30Ш2, 30К1, 30К2, 25Б2, 10Б1, 16Б1, 40Ш2, 30М, 40Б2, 45Б1, 35К1, 14Б1, 25К2, 40К1, 12Б1, 20К2, 18Б1, 50Ш1, 23Б1, пользующиеся наибольшим спросом. Число в обозначении слева отвечает за ширину главной стенки в сантиметрах: так, балка 35Б1 имеет высоту перемычки, соответственно, в 35 см. Общие правила маркировки двутавровых балок определяются нормативами ГОСТ 26020-83 – по нему высота стального двутавра равна 10-100 см. Ширина полок согласно этому же требованию не превышает 40 см, но не менее чем 5,5 см.
Маркер «Б» в обозначении означает двутавр обычного построения. Широкополочные двутавровые балки, соответственно, помечены литерой «Ш». Колонные, в свою очередь, характеризуются литерой «К» в шифре наименования. Цифра «1» справа, в конце обозначения характеризует номинальный формат обозначения ширины стенки, «2» же отвечает за не вполне достоверное указание ширины стенки. Например, у изделий 14Б1 реальная ширина стенки равна 137,5 мм, у элементов 14Б2 – реальное соответствие указателя с его шириной в 140 мм.
Применение двутавровых балок разграничено по их типоразмерам. К примеру, балки 14Б-20Б используются для подсобно-одноэтажного строительства, балочные элементы 21Б-35Б – для межэтажных перекрытий в малоэтажных зданиях. Балки 36Б-50Б сгодятся для многоэтажных домов с этажностью более трёх этажей, а также одноэтажных высокопотолочных ТРЦ и супермаркетов. Балки 51Б-80Б пригодны для сооружения межэтажных и этажно-цокольных перекрытий в зданиях высотой до нескольких десятков этажей. Балки же 80Б-100Б применяются в строительстве мостов для авто- и железнодорожных магистралей, эстакад и других, более грандиозных сооружений, включая многоэтажные башни и шпили высотой до сотен метров, являющиеся уникальными в своём роде конструкциями.
Чем шире и толще балка, тем больше возможностей для строительства она предоставляет. Но двутавр – не только прерогатива строительства: некоторые «вагонные» двутавровые балки, наряду со швеллерными, применяют в тяжмаше, к примеру, при сооружении башенных кранов, а также в строительстве вагонов и локомотивов. Нашёл применение двутавр и в станочном производстве: станкостроение, особенно конвейерное, использует сплошь и рядом балки номинала 20Б-50Б.
Железобетонно-балочные мосты служат отличной и весьма неподвижной опорой для рельсошпальной решётки железной дороги – на участках мостов, где в отличие от полностью сухопутных перегонов не используется насыпь из гальки и иные инженерные решения, утяжеляющие и без того перегруженные мосты.