Как распространенный вид фасонного металлопроката, стальные двутавры обеспечивают устойчивость и прочность каркасу промышленного или крупного коммерческого здания. Правильно установленные двутавровые колонны являются основным фактором стойкости готового объекта от ударных и сейсмических нагрузок.
Воспользовавшись предложениями, которые ЗАО «ТФД «"Брок-Инвест-Сервис и К» реализует через свои тематические каталоги металлопродукции, любой заказчик сможет подобрать себе типоразмер двутаврового профиля. Статья расскажет читателям о том, какое влияние на выбор оказывают характеристики поперечного сечения двутавра.
Но сперва предлагаем изучить таблицу с основными размерами двутавра:
Размеры стальных двутавров и на что они влияют
Размеры стальных двутавров, а именно глубина и ширина полки, определяют их несущую способность и прочность. Большая глубина увеличивает способность балки сопротивляться изгибу, а более широкие полки улучшают распределение эксплуатационных нагрузок и предотвращает деформацию двутавра. Длина изделия определяет габаритные размеры пролета, который балка может перекрыть, располагаясь между опорными колоннами.
Ключевые размеры и их влияние
Высота сечения двутавра. Вертикальное измерение является основным фактором, определяющим прочность балки и ее способность выдерживать изгибающие усилия. При возрастании длины увеличивается значение вертикального момента сопротивления, который является мерой устойчивости профиля от продольного изгиба. С другой стороны, увеличенная высота полок способна более эффективно выдерживать значительные изгибающие моменты, прежде чем балка начнет упруго деформироваться.
Ширина полки. Горизонтальная ширина верхней и нижней полок имеет решающее значение для предотвращения скручивания двутавра при сжатии, что обеспечивает более равномерное распределение усилий. Более широкие полки придают стенке двутавра повышенную устойчивость. Широкие полки необходимы для балок, которые должны выдерживать большие нагрузки (особенно на длинных пролетах).
Толщина стенки представляет собой вертикальную часть двутавра. Соединяя полки между собой, она увеличивает общую жесткость конструкции каркаса. Поэтому толщина стенки имеет решающее значение для сопротивления силам сдвига и предотвращения коробления (или пульсаций) компонентов каркаса здания под механическим напряжением.
Длина двутавра – это горизонтальное расстояние между его опорами. Длина зависит от размеров пролета, который должна перекрывать балка. Для более длинных пролетов требуются балки большей прочности и глубины: это помогает избежать чрезмерного отклонения детали от ее горизонтальной оси, что может стать причиной ее последующего разрушения.
Радиусы закруглений. Обеспечивают плавность перехода от одного участка поперечного сечения двутавра к другому. Известно, что именно в таких зонах возникают концентраторы напряжений, которые снижают несущую способность балки. Поэтому при выборе номера двутавра следует предпочитать профили с максимально возможными значениями радиусов перехода, пусть бы даже это и приведет к некоторому увеличению веса изделия.
Другие факторы, которые следует учитывать
При выборе номера двутавра анализируют также:
- Вес одного погонного метра, являющийся важной характеристикой стального двутавра; он определяет массу балки и часто коррелирует с ее прочностью;
- Конкретный тип нагрузки (например, точечная нагрузка, распределенная нагрузка, временная нагрузка, статическая нагрузка), которую выдерживает балка, является основным фактором при определении ее размеров и требует тщательного расчета;
- Боковое ограничение: если полки балки не закреплены должным образом, она может прогнуться под нагрузкой, что значительно уменьшит его жесткость (в некоторых случаях приходится даже выбирать более тяжелый двутавр, способный компенсировать недопустимую потерю устойчивости каркасного узла);
- Упругий изгиб, представляющий собой обратимое отклонение оси балки от своего первоначального положения; в этом проявляется эффект сопротивления материала двутавра не критическим нагрузкам (если коэффициент безопасности выдержан, то на долговечности конструкции это не сказывается).
Минимально допустимую прочность, коэффициенты безопасности (а иногда даже предельные размеры) двутавровой балки для данного применения и местоположения определяют строительные нормы и правила, действующие применительно к конкретному проекту.
Виды и классификация стальных двутавровых профилей отечественного производства
Данная разновидность фасонного проката производится соответственно технических требований следующих стандартов:
ГОСТ 35087-2024. Устанавливает технические требования к изделиям, получаемых по технологии горячей прокатки и отличающихся параллельно расположенными полками.
ГОСТ 35087-2024, действие которого распространяется на универсальные стальные двутавровые профили горячей прокатки;
ГОСТ 35087-2024, содержащий нормы и положения для стальных горячекатаных двутавров, имеющих наклонные полки.
ГОСТ 19425-74, в котором рассматривается сортамент стальных двутавров специального применения.
Размеры двутавров по ГОСТ Р 57837-2017
Соответствуют стальному фасонному прокату универсального применения, Стандартом установлено деление балок на следующие категории:
Нормальный двутавр, испытывающий при эксплуатации напряжения изгиба. Геометрически представляет собой последовательный ряд сечений, для которых высота профиля превышает его ширину.
Широкополочный двутавр, который изготавливается для таких же эксплуатационных условий, что и нормальный. Разница состоит лишь в том, что габаритные размеры сечения в высотном и перпендикулярном ему сечениях примерно одинаковы или сопоставимы между собой. Применяется, если расчетные напряжения сжатия, превышают возможности стали, из которой прокатан нормальный двутавр.
Колонный двутавр имеет те же ограничения по геометрии профиля, что и широкополосный. Но, в отличие от него, работает не на простой изгиб, а на сжатие с изгибом, либо исключительно на продольный изгиб. Применяется в качестве опорного компонента каркаса промышленного/крупного общественного здания.
Свайный двутавр. Характеризуется значительным разнообразием условий нагружения, поскольку всегда подвергается сложному напряженному состоянию, которое включает и обычное сжатие, и растяжение, и сжатие, сопровождающееся изгибом. Размеры поперечного сечения в обоих направлениях сопоставимы между собой, но ширина стенки примерно равна ширине полок.
Двутавры, имеющие наклонные полки. Как и нормальные двутавры, рассчитаны на универсальные условия использования, но поверхности полок наклонены к плоскости основания на некоторый угол. Часто применяются в качестве подкрановых балок средств подвесного рельсового транспорта, внешнего и внутреннего.
Условное обозначение стальных двутавров универсального применения включает определенную буквенно-цифровую комбинацию, которая выглядит так: 00Х0. Расшифровываются символы следующим образом:
- Первая цифра или число характеризует высоту двутавра, которая приведена в сантиметрах;
- Следующая за этим буква русского алфавита указывает на тип двутавра, Буквой Б обозначается нормальный тип стального двутавра; Ш – балка, которая имеет полки повышенной, против обычного, ширины; буква К присвоена всем типоразмерам колонных двутавровых балок, а У – профилям, имеющим более узкие полки;
- Последующая цифра относится к конкретному типоразмеру изделия, и содержит указание на величину и тип стенки/полки двутавра. Чем больше это число, тем тяжелее и прочнее типоразмер стального двутавра.
Приведем пример подобной расшифровки. Так, двутавровый профиль с номером 25К2 относится к балке колонного исполнения высотой 25 см с увеличенной (против стандартного значения) толщиной стенки и полок.
Каждому номеру двутавра по ГОСТ Р 57837-2017 соответствуют предельные значения момента сопротивления, момента инерции и веса одного погонного метра профиля. Такая информация позволяет, не учитывая точные размеры сечения, рассчитать максимальные внешние усилия, которым будет подвергаться профиль единичной длины и будет ли обеспечена необходимая устойчивость и долговечность выбранного фрагмента каркаса здания.
Имеются онлайн-программы, позволяющие производить данные расчеты в автоматизированном режиме.
Размеры двутавров по прочим российским стандартам
Устроены подобно выше рассмотренному. Отличия заключаются в следующем:
- ГОСТ 35087-2024 распространяет действие рассмотренного ранее ГОСТ Р 57837-2017 также на страны-члены СНГ и ЕАЭС, а также рассматривает условия и порядок проведения испытаний произведенного фасонного проката;
- В ГОСТ 8239-89 введено понятие угловой полки, в связи с чем рассмотренная ранее расшифровка дополнена буквой У (угловая полка); остальные цифрово-буквенные обозначения своего смысла не изменили;
- Для ГОСТ 19425-74 принято условное обозначение вида 00М0, где буква М означает, что это двутавр со специальными размерами: 00 – высота поперечного сечения профиля (тоже в сантиметрах) и 0 – характеристический размер профиля (чаще всего – его ширина); опционально указывается также точность изготовления проката (обычная - В или повышенная – А).
Длина двутавровой балки во всех отечественных стандартах варьируется в пределах от 4 до 12 м (допускается изготовление балок и других размеров).
Заключение
Наша компания всегда предлагает своим потребителям актуальные каталоги фасонного металлопроката от проверенных отечественных производителей. Благодаря отлаженной системе экономических взаимоотношений заказы выполняются оперативно и с неизменно высоким качеством стальных двутавров. В ЗАО «ТФД «Брок-Инвест-Сервис и К» возможна порезка двутавровых стальных балок на размеры, необходимые клиенту.