Двутавр. Таблица сортамента

Стандартизированный профиль, получаемый методом горячей прокатки на сортовых станах. В сечении двутавр похож на букву «Н». Балка из двутаврового профиля прочнее такой же по площади прямоугольной в 28 — 30 раз и практически в 7 раз, прочнее на изгиб такой же балки изготовленной из швеллера. Вместе с тем, этот профиль плохо переносит усилия на скручивание, что является характерным для открытых профилей вообще, например уголка или швеллера.

Внешний вид

Происхождение названия наиболее вероятно от слова taurus (лат), что означает бык. По всей видимости, полки балок воспринимались как рога, располагающиеся с обеих сторон.

Особенности профиля

Горизонтальные площадки вверху и внизу балки являются опорными поверхностями. Их назначение:

• воспринимать и равномерно распределять нагрузку на профиль;
• не допускать опрокидывания или перекоса балки, обеспечивая восприятие нагружения перемычкой строго в вертикальном направлении.

Сфера применения

Двутавровые балки нашли широкое применения в промышленности, строительстве и других отраслях:

• мостостроение – несущие тяжело нагруженные конструкции;
• промышленное строительство – каркасы зданий и сооружений, основа подкрановых путей электромостовых кранов;
• несущие балки мостовых кранов;
• в машиностроении – рамы автомобилей и вагонов;
• для армирования стенок шахт.

Изготовление двутавровых балок

Изготовление этих профилей производится на рельсобалочных станах горячей прокатки. Это дорогостоящий и сложный в наладке агрегат. Заготовкой для балок, в зависимости от их размера, являются слябы или квадрат для более мелких размеров.

Заготовка поочередно проходит через клети прокатного стана, постепенно принимая необходимые размеры и вырастая в длину. Клеть представляет собой агрегат, включающий в себя привод и несколько водоохлаждаемых валков, от клети к клети размер валков уменьшается, за счет обжатия валками заготовка принимает необходимые размеры балки.

Горячая прокатка – основной способ производства двутавров. Станы имеют очень высокую производительность и обеспечивают высокую точность размеров. Профили производятся в соответствии с действующими государственными стандартами и невозможно произвести нестандартные размеры без очень больших затрат времени и средств.

Одним из недостатков горячекатаных профилей являются дефекты на их поверхности в виде окалины. Расчет двутавровой балки, как правило, производится на прочность и прогиб.

Двутавровые балки могут производиться:

• из конструкционных марок сталей;
• из низколегируемых сплавов.

Также бывают деревянные, алюминиевые двутавры.

Классификация и разновидности балок. Маркировка

Двутавры разделяются на несколько видов по следующим параметрам:

1. Геометрические размеры.
2. Форма.
3. Применяемость.

Одним из основных параметров балок является их высота. Она измеряется расстоянием между несущими гранями полок. В наименовании балки размер указывается в сантиметрах.

Например: балка 16 имеет расстояние между полками 160 миллиметров.

Это число – «номер высоты» — изменяется в диапазоне от 10 до 100 в соответствии с гомологическим рядом размеров, определяемым ГОСТами. Производство изделий, не входящих в гомологический ряд может быть осуществлено по согласованию с заказчиком.

Особенности различных конструкций двутавров обозначаются буквенными маркировками:

• «Б» — двутавр общего назначения;
• «Ш» — широкополочные;
• «К» — колонные;
• «Д» — дополнительная серия;
• «М» — для подвесных путей и мостовых конструкций;
• «С» — стволовая, армирование шахтных стволов.

Когда нужна точная маркировка балок, применяются дополнительные цифровые маркировки.

Например: 27Б1 и 27Б2. При этом первая имеет высоту 268 мм, а вторая – 270. А стенка балки 27Б2 на 1,2 мм толще, чем в первом варианте.

Двутавры с параллельными полками

Балки с параллельными (внутренними и наружными) гранями производятся в соответствии с требования ГОСТ 26020-82.

Двутавры с внутренними полками с уклоном по отношению к наружным

Выпускаются по ГОСТ 19425-74. Такие балки имеют более высокие несущие характеристики. По нижепредставленной таблице можно определить какой вес двутавра.

Размеры, масса и количество метров в тонне двутавров по ГОСТ 26020-83 и СТО АСЧМ 20-93

Таблица 1

Размеры, масса и количество метров в тонне двутавров по ГОСТ 8239-89 и ГОСТ 19425-74

Таблица 2

По таблице можно определить сколько весит метр длины балки, нужного двутавра.

Двутавры сварные

Сварная балка – конструкция из стального листового проката с мехсвойствами, соответствующими аналогичным горячекатаным профилям подобных размеров.  Предельно допустимые отклонения в размерах такие же, что и в требованиях ГОСТ 26020-83 и СТО АСЧМ 20-93 для горчекатанных балок.

Определяющими преимуществами сварных конструкций является их гораздо более низкая себестоимость и вариативность в заданных требованиях, что достигается за счет:

• подбор комбинированного сечения с учетом специфических требований заказчика;
• применение в конструкции листового металла различных марок стали для улучшения механических свойств;
• возможность исполнения изделий несимметричной формы;
• усиления несущей способности;
• возможность применения элементов конструкции увеличенной длины, что ведет к ее упрощению;
• рациональное использования металла за счет подетального изготовления элементов конструкций;

Сравнительная таблица сортамента горячекатаных и сварных балок:

Таблица 3

Некоторые особенности технологии
производства сварных двутавров

1. Сварные профили изготавливаются из правленой листовой стали после тщательного устранения поверхностных дефектов. Марки, качественные категории, прочностные данные оговариваются в заказе.
2. Тавровые и стыковые швы исполняются механической или полуавтоматической сваркой с применением защитного газа. При этом сварные швы должны плавно переходить в основной металл.
3. Допускается стыковка элементов конструкции балки. Стык выполняется без применения накладок с проваром с обеих сторон. Стыковочные швы элементов полок должны находиться не ближе 10 мм от аналогичного шва стойки профиля.
4. Все сварные швы должны быть непрерывными.
5. Основные технологические операции при изготовлении сварных балок:

• • сварка продольного шва полка-стойка на машине непрерывной сварки;
  • правка – устранение «грибовидности» полки, образовавшей после провара шва;
  • переворот профиля на 180^о по вертикали;
  • сварка второго шва;
  • правка второго сварного соединения.

6. Сварные швы подвергаются контролю неразрушающими методами в соответствии с действующими стандартами. Обнаруженные дефекты устраняются, и профиль проверяется повторно.
7. На поверхности изделий не допускаются поверхностные дефекты в виде трещин, закатов, плен, рванин. При обнаружении таких дефектов они подвергаются ремонту механическим способом. При этом предельно допустимые отклонения по размерам изделия не должны превышать допусков для стального листа, из которого изготовлен профиль.

Примечания

Номенклатура и область применения двутавровых балок весьма разнообразна. Появление сварных профилей в свое время было обусловлено отказам Нижнетагильского меткомбината от производства тяжелых балок номерами от 70 до100. Потребность же в них не снижалась, а росла по мере развития строительной отрасли. Поэтому возникли сварные профиля.

Второй причиной их популярности можно считать высокую вариативность изготовления, в том числе в нестандартных размерах. Если для этого необходимо перевооружать рельсобалочный стан комплектом прокатного инструмента, то в случае со сваркой этого не происходит, производство удешевляется. Этот же подход способствовал снижению металлоемкости строительства, что приводило к экономии средств. Стоимость, цена балки двутавровой зависит от параметров изделия и вида стали.