Двутавровая балка представляет собой горизонтальный брус, являющийся неотъемлемым компонентом в сфере строительства зданий и сооружений, который повышает прочность конструкции. В зависимости от видов применения на балку оказывается колоссальная нагрузка, и поэтому важное значение имеет правильный подбор параметров изделия для безопасного использования постройки.
Сферы применения
- Моторостроение – здесь применение двутавровой балки влияет на прочность тяжело нагруженных несущих конструкций.
- Промышленность – в этой области двутавровая балка незаменима при возведении каркасов промышленных сооружений, а также может выступать в качестве основы для подкрановых путей электромостовых манипуляторов. Широкий сортамент двутавров способен удовлетворить потребности различных отраслей.
- Машиностроение – не обходится без двутавровой балки при производстве рам для автомобилей и железнодорожных составов.
- Шахты – имеют армированные стенки, укрепленные с помощью двутавровой балки.
Особенности ГОСТов двухтавровых балок
ГОСТ 8239-89:
- Регламентирует допустимый уклон внутренних граней полок с предельной величиной 12% для горячекатанной продукции.
- Учитывает допустимую инерцию и сопротивление конструкции.
- Определяет допустимый прогиб стенки, предел которого составляет 015S.
- Допустимая кривизна дуги не должна превышать 0.2% от длины возводимой конструкции.
- Классы В и Б для двутавровых балок обычной и высокой прочности соответственно.
ГОСТ 19425-74
Этому стандарту соответствуют горячекатанные двутавровые балки, которые используются в следующих конструкциях:
- Подвесные пути с углом внутренних граней полок до 12%.
- Армирование шахтных стволов с максимальным углом 16%.
- Металлические швеллера для автомобильной промышленности, имеющие предельный угол 10%.
ГОСТ 26020-83
Этому ГОСТу соответствуют двутавры с параллельными полками.
Основные параметры двутавровой балки
- Длина – 3,6 и 12 м
- Высота – от 100 до 1000 мм
- Ширина полок – от 55 до 400 мм
Общие параметры широкополочных и колонных двутавровых балок
Широкополочные:
- Высота/толщина стенки – 193-718/6-23
- Ширина/толщина полки – 150-320/9-36,5
- Масса 1 м – 30-305 кг
- Количество – 3,27-32,7 м в одной тонне.
Колонные:
- Высота/толщина стенки – 196-431/6,5-23
- Ширина/толщина полки – 199-400-10-33
- Масса 1 м – 41.3-290 кг
- Количество – 3.44-24.21 м в одной тонне.
Где двутавровая балка используется чаще всего
1.Мостовые сооружения
Двутавровый балочный мост является надежным решением для перекрытия одного или двух берегов пойменных и несудоходных участков реки. В данном случае используются разрезные пролетные строения, которые конструктивно просты и удобны в обслуживании. У них малый относительно небольшой размер опор и широкие возможности для применения различных типов оснований.
Методы монтажа мостовых сооружений с двутавровой балкой
Консольные краны – востребованы при монтаже пролетных строений ж/д-мостов. В этой области электрифицированный кран ГЭПК-130 является одним из лучших. Он снабжен поворотной стрелой.
Козловые и портальные краны – используются для монтажа пролетных строений при сооружении пойменных участков с предельно допустимой высотой 20 м.
Консольно-шлюзовые краны – зарекомендовали себя в монтаже пролетных строений автодорожных мостов. Грузоподъемность таких кранов может достигать 60 т (для строений с длиной до 33 мм), 100 т (42 м) и 170 т (53,5 м).
2.Колонные металлоконструкции
Особенности:
Материал изготовления: колонная двутавровая балка имеет Н-образный поперечный профиль, при изготовлении которого применяется нелегированный металл или конструкционная сталь с низким легированием и высокой прочностью. Чаще всего в данном случае используется материал 09Г2С и СТЗСП/ПС5.
Технология производства – горячее прокатывание на сталепрокатном станке.
Увеличенная толщина стенок – способствует лучшей прочности и жесткости, но при этом негативно сказывается на массе изделия в сторону ее увеличения.
Тип расположения: под определенным углом по отношению друг к другу. Это повышает устойчивость, что особенно важно при возникновении форс-мажорных происшествий.
Какие нагрузки выдерживает: динамические и статические, в районах с повышенной сейсмической активностью.
ГОСТы и стандарты: 26020-83, АСЧМ 20-93
Параметры двутавра для возведения колон:
- Ширина/толщина полки – 199-400/10-33,5 мм
- Высота балки – 196-429 мм
- Толщина стенки – от 6,5 до 23 мм
- Масса – 41.3-290,8 (в 1 метре балки)
- Количество – 3,439-24,21 м (в одной тонне)
- Радиус округления – 15 мм
- Максимально допустимая кривизна – 0.2% от длины изделия.
3.Центрально-сжатые колонны
Центрально-сжатые колоны противостоят нагрузкам, которые передаются сверху на основание строения и почву. Для распределения нагрузки и давления этот конструктивный элемент имеет следующие ключевые составляющие:
Оголовок – предназначен для закрепления конструкций, расположенных выше.
Стержень – один из главных несущих элементов.
Двутавровая база колоны – фиксируется на основании с помощью анкерных болтов и предназначена для равномерного распределения давления по всей площади фундамента.
Достоинства двутавра:
- Минимальное механическое и атмосферное воздействие.
- Устойчивость к усадке здания.
- Минимальная вероятность изгиба и сжатия.
- Способность выдерживать серьезные нагрузки, несмотря на сравнительно небольшой вес.
- При монтаже допускается сварка, которая позволяет ускорить процесс возведения сооружения.
- Сохранение геометрических параметров на долгие годы.
- Нет необходимости в дополнительных элементах укрепления, что позволяет уменьшить издержки при строительстве.
Недостатки двутавра:
- Невысокая антикоррозионная устойчивость
- Невысокие показатели для противостояния скручиванию.
- Минимальная огнеустойчивость.
- Не подходит для больших пролетов.
Заключение
Двутавровая балка – универсальное решение для возведения стратегически важных объектов, которые делают городскую инфраструктуру более современной и разветвленной. Сооружения с использованием такой балки устойчивы к продолжительным нагрузкам и пользуются высоким спросом в строительной сфере благодаря относительной дешевизне, простоте в обслуживании и длительной эксплуатации.
