• Главная
•  / 
• Каталог
•  / 
• Черный металлопрокат
•  / 
• Балка двутавровая

Балка двутавровая

Балка двутавровая — сортовой стальной прокат с поперечным сечением в форме буквы «Н» или «И». Один из наиболее эффективных несущих профилей в строительстве и машиностроении: при относительно небольшой массе обеспечивает высокую несущую способность на изгиб. В профессиональной среде профиль чаще называют просто «двутавр».

Что такое балка двутавровая

Балка двутавр — металлический профиль, состоящий из двух горизонтальных полок, соединённых вертикальной стенкой (или «душой»). Такое сечение концентрирует металл там, где он наиболее эффективен при изгибе — в полках, удалённых от нейтральной оси. Результат: высокий момент сопротивления при минимальном весе профиля.

Именно по форме сечения профиль получил название — «двутавр» (два тавра, соединённых стенкой). Балка металлическая двутавровая производится горячей прокаткой или сваркой из стальных листов. Материал — конструкционная углеродистая сталь (Ст3сп, Ст3пс) или низколегированная (09Г2С, 10ХСНД).

Типоразмер обозначается номером, соответствующим высоте профиля в сантиметрах: двутавр 20 — высота 200 мм, двутавр 30 — высота 300 мм и т.д.

Для чего предназначен

Балка стальная двутаврового сечения применяется там, где конструктивный элемент работает преимущественно на изгиб:

• Перекрытия и балки пролётов — основное применение. Металлические балки перекрытия двутаврового сечения перекрывают пролёты от 3 до 18 м и более.
• Колонны и опоры — широкополочные двутавры работают как колонны при осевом сжатии и при сочетании сжатия с изгибом.
• Подкрановые балки — для опорных мостовых кранов всех грузоподъёмностей.
• Фермы — верхние и нижние пояса ферм в составе сварных и болтовых конструкций.
• Эстакады и мостовые пролёты — главные балки мостовых сооружений.

Разновидности и отличия (форма выпуска)

По типу профиля (горячекатаный двутавр):

По методу производства:

• Двутавр горячекатаный — производится горячей прокаткой. Полки имеют небольшой уклон внутренних граней (6–12%). Основной вид.
• Сварной двутавр (сварная балка) — сваривается из трёх листов (два для полок, один для стенки). Позволяет изготовить нестандартное сечение, в том числе переменного сечения. Применяется в мостостроении и при пролётах свыше 40 м.

По типоразмеру — наиболее ходовые:

• Малая серия: двутавр 10, 12, 14, 16, 18.
• Средняя серия: двутавр 20, 22, 24, 25, 27, 30.
• Тяжёлая серия: 35, 40, 45, 50, 55, 60.

Двутавр 20 и его близкие номера — наиболее популярные позиции на металлобазах: применяются в межэтажных перекрытиях, прогонах кровли, обвязках каркасов.

По форме выпуска:

Характеристики

Таблица двутавров — сортамент по ГОСТ 8239-89 (нормальный, тип Б):

Вес двутавра

Вес двутавра — один из главных параметров при расчёте металлоёмкости и транспортных затрат.

Вес двутавра метр (погонный метр профиля):

• Двутавр 1 (двутавр вес 1) — условное обозначение № 10: около 9,46 кг/м;
• Двутавр 20 вес — около 21,0 кг/м;
• Метр двутавра № 30 — около 36,5 кг/м;
• Вес двутавра № 60 — около 108 кг/м.

Вес балки двутавровой на стандартный пруток 12 м:

• № 20 — около 252 кг;
• № 30 — около 438 кг;
• № 40 — около 684 кг.

Прочностные характеристики (Ст3сп):

Методы производства

1. Горячая прокатка (двутавр горячекатаный)

Основной промышленный метод. Выполняется на сортопрокатных станах.

1. Нагрев заготовки (блюма) — до 1100–1250°C в методической печи.
2. Черновая прокатка — блюм последовательно обжимается в нескольких клетях, постепенно принимая форму, близкую к двутавру.
3. Чистовая прокатка — в универсальных калибровочных клетях с четырьмя валками (два горизонтальных и два вертикальных). Полки и стенка обжимаются одновременно, формируется окончательное сечение двутавровой балки.
4. Охлаждение — на рольганговом холодильнике.
5. Правка — на роликовых правильных станах: устраняются продольный изгиб и скручивание.
6. Резка и маркировка — нарезка на мерные длины, контроль геометрии, отбор проб на механические испытания.

Горячекатаный двутавр имеет характерный уклон внутренних граней полок — следствие технологии прокатки в клетях с обычными валками. Универсальные клети дают более ровные полки.

2. Сварка из листов (сварная балка)

Применяется для нестандартных сечений, больших пролётов и при переменном сечении балки.

1. Из стальных листов вырезаются три заготовки: две полки и стенка.
2. Сборка в кондукторе под сварку.
3. Автоматическая сварка угловыми швами по линии соединения стенки с полками (как правило, с двух сторон).
4. Правка и антикоррозионная обработка.

Сварная двутавровая балка позволяет применять стали разных марок для полок (высокопрочная) и стенки (рядовая), оптимизируя металлоёмкость.

Покрытие

Стандартная балка металлическая двутавровая горячекатаного исполнения поставляется без защитного покрытия — поверхность с прокатной окалиной.

Горячее цинкование

Наиболее долговечный способ. Балка погружается в расплав цинка при 450–460°C. Толщина покрытия — 45–200 мкм. Применяется для мостов, эстакад, опор ЛЭП, наружных конструкций. Срок службы без обслуживания — 25–50 лет.

Горячее цинкование крупных двутавров (от № 30 и выше) требует специализированных ванн достаточной длины — уточняйте возможность у исполнителя.

Антикоррозионное грунтование

Один или два слоя грунта — защита при транспортировке и хранении либо подготовка под финишную окраску на объекте.

Огнезащитные покрытия

Для несущих металлических конструкций зданий, требующих определённого предела огнестойкости (R30, R45, R60 и выше), на двутавровые балки наносятся вспучивающиеся краски или жёсткие огнезащитные обкладки. Это не антикоррозионная, а противопожарная мера — регулируется требованиями пожарной безопасности здания.

Без покрытия

Для конструкций внутри отапливаемых помещений с нормальной влажностью. Окрашивается масляной краской или эмалью на объекте.

Области применения

Строительство и перекрытия

• Металлические балки перекрытия — межэтажные перекрытия жилых, административных и промышленных зданий.
• Прогоны кровли и несущие элементы покрытий.
• Ригели рам и связевых блоков каркасных зданий.
• Монолитные перекрытия с металлическими балками.

Промышленное строительство

• Подкрановые балки мостовых и козловых кранов всех грузоподъёмностей.
• Площадки обслуживания оборудования.
• Галереи и эстакады конвейеров.

Инфраструктура и мостостроение

• Пролётные строения пешеходных и автомобильных мостов.
• Путепроводы и надземные переходы.
• Опорные конструкции трубопроводов и кабельных эстакад.

Машиностроение

• Несущие рамы и станины тяжёлого оборудования.
• Ходовые балки кран-балок.
• Опорные конструкции прессового и литейного оборудования.

Жилищное строительство

• Усиление проёмов при перепланировке — замена несущих стен на металлические балки.
• Лестничные марши.
• Каркасы под тяжёлое оборудование (бассейны, котлы, генераторы).

Способы монтажа

1. Сварка

Основной метод для стационарных несущих конструкций. Стыковые и угловые швы. Методы:

• Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG) — монтажные стыки и узлы примыкания.
• Ручная дуговая (MMA) — монтажные условия при ограниченном доступе.
• Автоматическая под флюсом — в заводских условиях при производстве сварных балок.

При сварке двутавра важна последовательность наложения швов для минимизации сварочных деформаций (поводки). Сначала — стенка, затем — полки симметрично.

2. Болтовые соединения

Применяются в монтажных стыках балок, узлах примыкания к колоннам, в сборно-разборных конструкциях. Болты класса прочности 5.8–10.9, высокопрочные болты (ВПБ) — для ответственных стыков мостовых конструкций.

3. Заклёпочные соединения

Сохранились в ряде конструкций исторических зданий и мостов. В новом строительстве применяются крайне редко — вытеснены болтовыми и сварными соединениями.

4. Опирание без жёсткого закрепления

Балки перекрытий в жилом строительстве нередко укладываются в гнёзда каменных или бетонных стен с опиранием через подкладку. Не требует сварки, но ограничивает передачу горизонтальных усилий.

Типовые монтажные решения:

• Стыковка балок «встык» через накладки на болтах — для длинных пролётов.
• Примыкание второстепенной балки к главной через опорные уголки или шайбы на болтах.
• Опирание балки на оголовок колонны через торцевую пластину.

ГОСТы и стандарты