Двутавровые балки – вид металлопроката, широко применяемый в промышленном и гражданском строительстве. Благодаря этим балкам возводятся мосты, здания, шахтные стволы, колонны, подвесные пути и многое другое. Двутавры принято различать по форме, так как в зависимости от формы меняется способ эксплуатации балок.
Отличить двутавровые балки можно по буквенным обозначениям, которые говорят о сфере эксплуатации конкретного изделия. Процесс производства строго регламентирован для каждого вида двутавровых балок и отражен в ГОСТах. Всего двутавры делятся на две категории со своими подкатегориями:
1. Двутавровые балки с параллельными полками. Изготавливаются горячекатанным методом и, согласно ГОСТ 26020-83, имеют высоту от 100 до 1000 мм, а также ширину полок от 55 до 400 мм. Такие двутавры делят на следующие категории:
· «Б» – так маркируются «нормальные» балки». Применяются в монтаже опор гражданских и промышленных сооружений, а также при возведении решетчатых колонн;
· «К» – маркировка для «колонных» балок». У таких двутавров сечение максимально приближено к квадрату из-за того, что высота практически равна длине полки. Подобное конструкторское решение позволяет сделать «колонные» балки крайне устойчивыми к сжатию, что позволяет применять их при устройстве перекрытий металлоконструкций различного назначения, а также их часто используют в качестве элемента опор;
· «Ш» – маркировка для двутавров с широкими полками, которые позволяют им выдерживать колоссальные нагрузки на изгиб. Именно поэтому в большинстве случаев их используют как несущие балки;
· «У» – буквенное обозначение двутавров с узкими полками. Такие балки применяют для возведения каркасов построек, а соединяют их при помощи сварки;
· «С» – так обозначают свайные двутавры. Конкретно эти балки отличаются тем, что имеют огромный запас несущей способности: ширина полок у таких двутавровых балок часто равна, но иногда и превышает, высоту самой балки. По этому их часто используют для обвязки свайных фундаментов;
· Дополнительная серия – у таких двутавров идут специальные буквенные обозначения: «ДБ» и «ДК». Их используют для решения индивидуальных задач на стройках и производствах.
2. Двутавровые балки монорельсовые. Это балки специального назначения, производимые согласно ГОСТ 19425-74 и обозначаемые литерой «М». Такие балки подразделяют на два уровня в зависимости от их точности – высокий и обычный. Они, соответственно, обозначаются буквами «А» и «В». Балки данного типа постоянно подвержены нагрузкам, так как их используют для передвижения спецтехники на производствах, применяют в качестве козловых или мостовых кранов, а иногда из них делают перекрытия и опорные стойки.
Способы скрепления двутавровых балок
Существует не так много способов соединить две двутавровые балки. Их можно либо сварить, либо скрепить болтовыми соединениями.
Если есть необходимость удлинения двутавровой балки – ее сваривают в стык. Чтобы это сделать необходимо для начала подготовить стыкуемые места, то есть отфрезеровать поверхность и снять фаску. Это необходимо сделать для того, чтобы, во-первых, выровнять кромки и обеспечить равномерность зазоров, а во-вторых, обеспечить полную проварку шва. Стыковой зазор между свариваемыми балками должен составлять 1-2 мм. Также сварочные швы можно усилить за счет накладок: прямоугольных форм, которые вырезаются из листового металла, накрывают стальные швы и привариваются. Подобный способ соединения применяется в местах и конструкциях, не подвергаемым высоким нагрузкам.
Если необходимо соединить балки под прямым углом – прибегают к другому способу: с одного конца балки на ее верхней полке делается вырез в форме равнобедренного треугольника с вершиной 90 градусов. Эта балка считается главной, и вся последующая нагрузка будет приходить на нее. У второй балки, которая считается второстепенной, на торце верхней полки размечают центр и отрезают два косых куска под углом 45 градусов, чтобы обеспечить стыковку верхних полок. После этого у второстепенной балки необходимо срезать часть нижней полки примерно на половину ее ширины, чтобы этот срез, при стыковке балок, уперся в нижнюю полку главной балки. Затем со всех кромок снимают фаску, чтобы сделать шов более надежным и обваривают.
Второй способ соединения двутавровых балок – болтовое соединение. Его используют, когда необходимо соединить балки встык. Первым делом, необходимо отфрезеровать соединяемые торцы и подготавливают четыре прямоугольные накладки, закрывающие места стыка на обеих полках и с двух сторон стенки. Далее необходимо проделать в накладках и обеих балках отверстия, через которые в последствии вся конструкция будет стянута болтами с гайками. Также есть вариант стягивания с помощью заклепок, однако в таком случае конструкция получится неразборной.
Как рассчитать нагрузку на двутавровую балку
Чтобы сделать расчет нагрузки необходимо для начала обратиться к информации, указанной в ГОСТ 823989. Оттуда необходимо взять коэффициент надежности и упругости стали. Его надо будет умножить величину максимальной нагрузки на один погонный метр двутаврового профиля (вычисляется на основе величины общей нагрузки на перекрытия с учетом веса самих балок). Далее из ГОСТа, указанного выше, необходимо взять таблицу расчетных значений и определить величину момента сопротивления и на основе полученного значения подбирают номер профиля из таблицы сортамента. Однако специалисты рекомендуют брать разновидности профиля балки на 1-2 номера выше того, что получился при вычислениях. Подобный ход позволит получить небольшой запас прочности и не перегрузить конструктивные элементы.
