Стальная балка - базовый наклонный или горизонтальный элемент конструкций, работающий на изгиб. Она закрепляется на двух или нескольких опорах и служит поддержкой настилам, полу, кровле, используется при формировании пролетов, строительстве мостов.
В зависимости от проекта роль балки может выполнять металлический профиль или даже деревянный брус. В строительной отрасли используют металлоизделия, выдерживающие значительные нагрузки по эксплуатации и имеющие длительный запас прочности.
Г/к прокат формируют из заготовки (прямоугольный блюм) с одновременным воздействием температуры и обжатия роликами, объединенными в прокатную клеть. В зависимости от используемой стали для улучшения механических свойств в производственный цикл включают термообработку. Таким способом получают двутавры с сечением в виде буквы “H”.
Холоднокатаные полуфабрикаты изготавливают из металлического листа, придавая им любую форму. Это легкий строительный материал:
для каркасных строений;
перегородок из гипсокартона и других листовых материалов (OSB, ДВП, ДСП и др.);
обустройства дверных и оконных проемов;
их используют в машиностроении, судостроении и других отраслях.
Для увеличения коррозионной стойкости поверхность металла покрывают цинком.
Затраты на производство прокатной продукции снижаются за счет оптимизации мощностей и унификации сортамента. Единственный недостаток: ограниченность размеров. Изготовление габаритного металлопроката экономически не выгодно, поэтому для создания сооружений по индивидуальным проектам с большим числом специальных требований (мостов, эстакад, зданий с большими пролетами) применяют сварной тип.
Сваркой можно получить как штучный экземпляр, так и мелкосерийную партию. В процессе могут использоваться разные сплавы, отвечающие задачам проекта. После подбора марки, листовую сталь режут на полосы, обрабатывают торцы и сваривают из 2-3 составных частей в зависимости от конфигурации.
В сравнении с горячекатаным способом, у балок, изготовленных сваркой может быть:
увеличена несущая способность или снижена металлоемкость;
получены нетиповые размеры;
конструирование элементов с переменным сечением.
Так как запас стойкости предусмотрен для максимального сопротивления деформации, а на отдельных участках этого не требуется, уменьшение толщины стенки снижает металлоемкость.
Типы стальных балок по форме сечения
Для выполнения одной и той же задачи можно использовать разные профили и таким образом нивелировать затраты на металлический каркас. В промышленном и гражданском строительстве применяются следующие типы:
Тавровые (в виде “Т”). Они обладают меньшей прочностью в сравнении с Н-образными, имеющими два ребра жесткости. Однотавры применяют только в целях снижения металлоемкости: при формировании легких конструктивных элементов (балконов, ферм). Они также служат для укрепления ответственных узлов в конструкции, отлично противостоят сейсмическим воздействиям.
Двутавровые (в форме “Н”) - основной конструкционный материал с высокими параметрами прочности, устойчивостью к изгибающим и растягивающим нагрузкам, высокой несущей способностью.
Швеллер (П-образный) - лучше, чем двутавр, воспринимает сжатие, но хуже выдерживает изгибание, используется в каркасах крыш, прогонов. Удобная форма позволяет приспосабливать полуфабрикаты для нужд промышленности и машиностроения.
ГОСТ Р 57837-2017 с сортаментом горячекатаных равнополочных двутавровых профилей предусматривает обозначение по сфере применения.
Для балочных типов:
Б - нормальные;
Ш - широкополочные.
Кроме этого стандарт регулирует нормативные параметры следующих видов полуфабрикатов:
К- колонные;
С - свайные;
ДБ, ДК - дополнительные серии.
Колонный тип имеет увеличенную толщину стенок и полок, обладает большей жесткостью, используется в качестве колонн и опор. Свайная серия предназначена для обвязки фундамента, то есть объединения всех свай в ростверк приварным способом.
[include_post id="7134"]
Маркировка приближена к высоте в сантиметрах, например у 16Б1 - 157 мм, а у 45Ш1 - 440 мм. Типоразмеры с разной толщиной стенок и полок, указываются с разными значениями последних цифр: 25Б1, 25Б2, 25Б3, 25Б4.
По ТУ 14-2Р-477-2015 производят сварные двутавры для строительных конструкций. Регламент относится к нормальным (Б), широкополочным (Ш) и колонным (К) с аналогичной маркировкой.
ГОСТ 19425-74 предусматривает классификацию швеллеров и балок, которые необходимы для подвесных путей и автопрома, с внутренним уклоном полок:
М- 12%;
С - 16%.
Прокат маркируют по высоте в сантиметрах и уклону внутренних граней: 22С (220 мм, уклон С- 16%), 30М (300 мм, со скатом 12%). Стандартом предусмотрены типоразмеры разной толстостенности: 18С и 18Са имеют ширину перемычки 7 и 9 мм.
Швеллеры по ГОСТ 8240-97 выпускаются в нескольких вариантах исполнения:
У - с уклоном;
П - с параллельно расположенными полками;
Э - экономичные;
Л - легкие с параллельными гранями;
С - специальные.
Маркировки обозначают серию и высоту (h). Дополнительно введены типоразмеры для проката с увеличенной толщиной или длиной полки - 27У (270 мм, исполнение У), 24П, 16Л, 26С, 26Са и т.д.
Преимущества балок из металла
Металлопрофили, благодаря ребрам жесткости, обладают:
высокой несущей способностью;
устойчивостью к кручению, изгибанию;
производятся из марок стали, легко поддающихся сварке;
подходят для сварных, клепаных и болтовых конструкций.
Достоинства:
Равномерное распределение давления;
Надежность, высокая прочность;
Снижение расхода металла;
Экономичность (в сравнении с использованием арматуры для той же цели);
Стойкость к воздействиям различных направлений;
Упругость позволяет длительно сохранять форму;
Устойчивость к вибрации;
Удобство транспортировки;
Возможность использования специальных марок стали (хладостойких, коррозионно-стойких).
Двутавровая балка используется во всех направлениях строительства: монолитном, каркасном, для сооружений, которые требуют мало затрат по времени. Прочностные характеристики позволяют расширить архитектурные возможности: обустраивать большие пролеты, получать больше полезной площади в промышленных зданиях.
Особенности:
Возможность штучного производства;
Трансформация архитектуры и повышение рентабельности проектов;
Дополнительное снижение расхода сырья благодаря конструированию изделий с переменной толщиной стенки;
Легко усилить в местах концентраторов напряжений: для этого приваривают полосы, увеличивая площадь сечения.
Двутавры нашли применение:
в шахтной промышленности;
мостостроении;
строительстве подземных сооружений и тоннелей;
организации подвесных путей;
организации опор для трубопроводов;
качестве элементов подъемных кранов и иного оборудования.
Преимуществом двутавровых профилей, изготовленных сваркой, является неограниченный размер. Конструирование осуществляется индивидуально, что позволяет выполнить нестандартные задачи, одновременно снижая расход металла.
Швеллеры используют для усиления ж/б конструкций, быстрого обустройства проемов, плинтусов, пандусов, для организации конвейерных линий, вагоностроения.
Особенности:
Устойчивость к вертикальным и осевым нагрузкам;
Удобство монтажа;
Х/к производятся гнутьем и не имеют недостатков соединения сваркой.
Швеллер может применяться там, где двутавр оказывается невыгодным. В случаях с рекламным оборудованием, складами и ангарами. Однако возведение зданий более одного этажа на швеллерном каркасе невозможно. Швеллерные металлопрофили выполняют функции корсоуров лестниц в объектах индивидуальной застройки. Так как вес каркаса ниже, чем у изготовленного из дерева, материал не подвержен рассыханию и гниению, экологичен.
Тавровые профили просты в производстве и применяются для легких конструкций. Например, для изготовления перил, промышленных стеллажей, тепличных блоков, крепления панелей. Но из-за снижения спроса, их изготовление практически прекратилось. Однотавры заменяют уголками и профильными трубами.
[include_post id="5826"]
Возможные дефекты балок из стали
Как все стальные изделия, балочная продукция подвержена коррозии, а при длительных динамических нагрузках - усталостным напряжениям. Дефекты могут появиться при нарушении технологий производства или монтажа. Перечислим наиболее популярные:
Отклонения от нормативных параметров качества приводят к несоответствию прочностных характеристик, искажению геометрии;
Трещины в теле металла, в сварных швах, околошовной зоне ведут к уменьшению проектной площади сечений;
Локальные искривления и вмятины, прогиб элемента, как следствие - неточности при монтаже;
Коррозионный и абразивный износ из-за неправильного хранения или у бывших в употреблении полуфабрикатов;
Перекосы, грибовидность, выпучивание перемычки сверх установленных допусков могут появиться при неправильном складировании, например при укладке продукции в штабели более 3 метров в высоту.
Погрешности при изготовлении осложняют работы на строительной площадке. В местах стыков появляются зазоры. Как правило, такой брак отсеивает отдел ОТК. Прокат проходит испытания в зависимости от условий эксплуатации: климатические зоны, воздействия агрессивных сред (на промышленных предприятиях и в близлежащих районах), возможности изменения нагрузок и др. Согласно строительным нормам, допускается ремонт балочных элементов, но при этом они подвергаются дополнительному контролю.
Заказать звонок
Написать на почту
Telegram
0 комментариев