Что такое двутавровая балка? Это разновидность сортовой (фасонной) металлопродукции, в сечении имеющая форму буквы «н». Форма стандартного двутавра напоминает железнодорожный рельс, но, в отличие от него, чаще всего имеет равноширокие верхнюю и нижнюю сторону («полки»). Балка двутавровая примерно в 30 раз жестче и всемеро прочнее балки квадратного профиля с такой же площадью сечения, причем по показателям прочности она выигрывает и у швеллера. С другой стороны, у двутавра низкая стойкость к скручиванию (как и у других открытых сечений – уголка, швеллера), приблизительно в 400 раз меньше, чем у круглой трубы аналогичного сечения. Это нужно учитывать тем, кто желает купить двутавр и использовать его в своей деятельности.
Виды двутавровых балок
Горячекатаные двутавры с параллельными гранями полок подразделяются на нормальные (обозначается как «Б»), узкополочные («У»), среднеполочные («Д»), широкополочные («Ш»), колонные («К»), свайные. В зависимости от взаимного положения полок существуют балки с параллельными гранями и гранями с уклоном. А по точности – есть подразделение на тип А (высокая точность) и тип В (обычная точность). Сортамент двутавров включает длины от 4 до 12 м, под индивидуальный заказ изготавливаются и изделия большей длины.
В конечном счете двутавр дифференцируется по таким ключевым параметрам, как габариты и площадь сечения, вес погонного метра, осевой момент сопротивления и инерции, а также статический момент и радиус инерции.
Применение двутавров
Двутавровая металлическая балка с параллельными гранями широко применяется при возведении перекрытий, мостовых сооружений, несущих и опорных конструкций, а также для укрепления стволов шахт и другой подземной инфраструктуры. Тогда как двутавры, имеющие грани с уклоном, используются в автомобиле- и вагоностроении, капитальном строительстве.
Применение двутавровых балок дает возможность компенсировать высокое давление при прогибе элемента с помощью полок, а также предотвращать сдвиговые нагрузки благодаря вертикальной стенке. Добавим, сварной двутавр (его вертикальная стенка) в некоторых случаях может быть усилен за счет добавления ребер жесткости.
В целом сварка позволяет улучшить сортамент двутавровых балок и эффективность использования двутавра в строительстве – при помощи сварных работ можно получить любую высоту и ширину как полок, так и вертикальной стенки. Такая продукция нередко производится на автоматических линиях с ультразвуковым контролем качества, что дает возможность получать прочность, сравнимую с аналогичным прокатом. Сварная продукция может иметь заданные вырезы и отверстия, выполняться из различных марок стали (бистальные балки), за счет чего клиенту обеспечивается более технологичная и экономичная форма изделия.
Широкополочный двутавр (ГОСТ 26020-81) может использоваться в перекрытиях, колоннах, прочих вертикальных конструкциях средней нагруженности, в то время как колонный устанавливается только в больших пролетах и при значительных нагрузках. Соответственно, сортамент двутавров широкополочных включает позиции, для которых ширина полки относится к высоте профиля в диапазоне 0,4-0,6. Прочность широкополочной балки («Ш») выше, чем нормальной («Б»). Показатели сечения и параллельность полок означают возможность установки профиля «Ш» в качестве независимого элемента. При этом он не требует промежуточных креплений при монтаже.
А вот колонные балки обладают укрупненной шириной и толщиной полок, плюс утолщенной соединительной стенкой. Сортамент типа «К» включает профили разной толщины, а также двутавры с неодинаковым углом наклона полок относительно соединительной стенки.
Маркировка двутавровой балки согласно ГОСТам
Сортамент двутавров с параллельными гранями полок известен по ГОСТ 57837-2017 и является следующим: высота (h) – от 100 до 780 мм, ширина полки (b) – от 55 до 435 мм, толщина полки (t) – от 5,1 до 146 мм, толщина стенки (s) – от 3,8 до 96 мм.
В свою очередь, двутавры стальные с уклоном внутренних граней полок известны по ГОСТ 8239-89 и имеют такие параметры: высота (h) – от 100 до 600 мм, ширина полки (b) – от 55 до 190 мм, средняя толщина полки (t) – от 7,2 до 17,8 мм, толщина стенки (s) – от 4,5 до 12 мм.
Балки с уклоном маркируются так: с углом уклона от 6% до 12% – как обычные, с углом уклона до 12% – как специальные с маркировкой «М», с углом уклона до 16% – как специальные с маркировкой «С». Последние два из приведенных типов имеют повышенную прочность и применяются в особо нагруженных конструкциях.