Двутавровая балка - металлический и деревянный профиль

Снижение металлоёмкости любой строительной конструкции влечёт за собой уменьшение себестоимости объекта. Такого эффекта можно добиться, используя при строительстве стальную двутавровую балку. Это один из видов профилей проката. Н-образное сечение этого материала не только обеспечивает жёсткость всей конструкции, но и позволяет снизить нагрузку на её основание, зафиксировать некоторые элементы.

Теорией и практикой доказано, что балка двутавр самый эффективный и рациональный элемент с поперечной формой сечения, работающий на изгиб.

Двутавровые балки нашли применение не только в строительстве, но и в вагоностроении, автопроме. С их помощью осуществляется усиление стволов шахт, сооружаются арочные и другие навесные конструкции, создаются переправы и мостовые сооружения.

Классификация балочных двутавров

Основу действующих ГОСТов на металлический двутавр составляют исследования по выявлению рациональных типов и частоты градации фасонных профилей.

Профиль производится путём:

• горячего проката;
• сварки.

Балка горячего проката по форме сечения бывает:

• с уклоном граней полок (классический профиль);
• с параллельными гранями.

Основные типы фасонных профилей с параллельными гранями:

• двутавр нормальный (Б);
• двутавр широкополочный (Ш);
• двутавр колонный (К);
• дополнительная серия (Д).

У классического профиля с повышенной или обычной точностью проката, согласно ГОСТ 8239–89 , есть не более 12% уклон внутренних граней. Он применяется как элемент, работающий на изгиб, а может являться составной частью в сечениях колонн.

Для профилей 4-х основных типоразмеров с параллельными гранями разработан ГОСТ 26020–83 , СТО АСЧМ 20–93. Профиль «Б» актуален для колонн решетчатого вида, широкополочные используются в конструкциях, где применяются небольшие колонны, профиль «К» — это колонная балка.

В сортаменте профили маркируются согласно ГОСТ.

Такие параметры, как сопротивление, высота балки, толщина стенки, моменты инерции, ширина полки и радиус изгибов при необходимости можно изучить в ГОСТ. Например, по ГОСТу 8239–89:

Двутавр 10 размеры и масса:

• высота (h): 100 мм;
• (b) ширина: 55 мм;
• (s) толщина стенки: 4,5 мм;
• (t) толщина полки: 7,2 мм.

В одном погонном метре масса (m) — 9,456 кг, в одной тонне метров — 105,7 м.

Характеристика горячекатаных балок

Основной способ, который применяется для производства двутавров — горячая прокатка. Это способ, при котором температура рекристаллизации металла ниже температуры прокатки, что позволяет получить продукцию с высокой точностью размеров.

Основной недостаток, сопутствующий этому процессу — это наличие окалины, которая образуется на поверхности металла.

Для производства профиля применяются рельсобалочные станки. Это высокоточные дорогостоящие станки, на которых, кроме двутавровых балок, прокатывают швеллер, уголки, рельсы широкой колеи.

В зависимости от конечного результата в качестве заготовок применяют блюмы или слябы. Это полупродукт, который является исходным материалом для прокатки на станках, где производится готовый продукт.

На прочность балки влияют:

• длина конструкции;
• форма сечения;
• способ закрепления профиля;
• вид нагрузки;
• марка стали.

Для изготовления продукции применяется сталь, имеющая маркировку 09г2с. Эта аббревиатура говорит о том, что в составе металла содержится 0,09% - углерода, 2% - марганца и менее 1% кремния. Так как суммарно химические добавки не превышают 2,5% сталь относится к низколегированным металлам. К достоинству этой марки относится механическая прочность, температурная стойкость, возможность осуществления закалки.

К недостаткам применяемой стали относится склонность к возникновению коррозии. А недостатком проката является снижение несущей способности, если увеличивается длина пролёта.

Сварной вариант

В некоторых случаях сварная балка выгоднее горячекатаного аналога. Такая продукция применяется при сооружении промышленных и жилых домов, инфраструктурных и общественных объектов.

Процесс производства такой балки проходит несколько стадий, каждая идеально отработана.

1. Создание заготовки. Из листового металла на установках с числовым программным управлением раскраиваются нужные по длине и ширине штрипсы.
2. Фрезеровка кромок. Чтобы улучшить провар шва, на кромкофрезерном станке обрабатываются созданные заготовки между полкой и стенкой балки.
3. Сборка заготовки. Для сборки предназначены специальные установки, которые оснащены прижимными гидравлическими механизмами. Прежде чем кантовать на 180 градусов профиль, его собирают в Т-образную модель.
4. Сварка двутавра. Лучшим способом сварки является сварка автоматом под флюсом. Этот способ гарантирует качество шва, так как при нём отсутствует разбрызгивание жидкого металла.
5. Правка полок. В результате нагрева металла может возникнуть необходимость снять шероховатость с профиля, для этого используется специальный стан с роликами.

К преимуществу сварной балки относится возможность создать разные архитектурные формы, с переменной толщиной профиля. В каркасном строении это способствует снижению веса конструкции.

Сортамент такой же, как для прокатных профилей с параллельными гранями. Сварные швы для малонагруженных профилей должны соответствовать 2-й категории согласно ГОСТу 23118–99. Швы двухсторонние выполняются согласно ГОСТу 8713–79.

Деревянная балка

Если в результате строительства, реконструкции дома, дачи или коттеджа планируются деревянные перекрытия, то можно использовать двутавровые балки. Они соответствуют СНиП, сокращают срок строительства и заменяют тяжеловесные металлические конструкции. Монтаж таких конструкций несложен, срок службы длительный.

Для изготовления деревянных балок применяется хвойное дерево. Оно должно быть отбракованное и хорошо высушенное. Для поясов плоскости балок применяется проклеенный и сухой брус, а для перемычки ориентированно-стружечные плиты. Производятся они на современном оборудовании с использованием высокотехнологических материалов.

Размеры сечения лежат в диапазоне от 140 мм до 450 мм, длина балок может быть различной.

К достоинствам деревянных двутавров относится:

• длительный срок эксплуатации;
• применение экологического сырья;
• отсутствие деформации;
• применение на больших пролётах;
• многофункциональное использование;
• в полном объёме заменяют металлические элементы;
• быстрота и лёгкость при установке;
• проведение работ в кратчайшие сроки;
• водоотталкиваемость и огнеупорность конструкции.

К недостатку относится высокая стоимость деревянных балок, а также риск купить произведённую кустарным способом продукцию.

Производители в России

По данным Федеральной службы государственной статистики России, объём производства металлоконструкций увеличивается с каждым годом. Объясняется это использованием их при строительстве объектов инфраструктуры, зданий и в других отраслях.

Показатель конкуренции среди производителей двутавровой балки большой. Многие предприятия производят балки практически всех типоразмеров, некоторые делают конструкции на заказ по чертежам.

Крупнейшие российские заводы-производители двутавровой балки:

1. Омутнинский металлургический. Это один из старейших металлургических заводов России. Находится он в городе Омутнинске Кировской области. Завод специализируется на выпуске стальных фасонных и горячекатанных балок с высокой точностью сечения. По требованию потребителей устанавливается марка стали, длина проката и технические требования.
2. Кулебакский завод металлических конструкций находится в Нижегородской области, город Кулебаки. Он изготавливает и проектирует металлоконструкции с различной сложностью. Представительства этой компании находятся на территории Уральского округа и Центральной части России. Приоритет компании — это качество продукции.
3. Основным видом деятельности Раменского завода металлоконструкций, который расположен в городе Раменское Московской области, является изготовление на заказ всех типов металлических конструкций. Изделия завода обладают высокой надёжностью. На производстве используются технологии, способные уменьшить расход металла и снизить стоимость продукции для реализации.

Производство деревянных двутавров — это выгодный бизнес, так как продукция с успехом применяется в строительстве по каркасной технологии для дач и загородных домов. Такой вид профиля не только удешевляет строительство, но и ускоряет его. Поэтому производством такой продукции успешно занимается средний и малый бизнес.