Двутавровые балки – это ключевой элемент стальных конструкций, гарантирующий прочность и устойчивость зданий и сооружений. Соединение двутавровых балок зависит от конкретного использования и нагрузки. На рынке есть болтовые, сварные и другие виды соединений, о которых мы поговорим ниже.
Виды двутавровых балок и сферы их применения
На рынке можно купить несколько видов двутавровых балок в соответствии с ГОСТ. Горячекатаный сортамент бывает:
Нормальным (Б) – стандартные размеры и универсальность применения. Сортамент часто используют в каркасных конструкциях, мостах.
Широкополочным (Ш) – увеличенная ширина полок гарантирует лучшую жесткость и устойчивость. Металлопрокат можно увидеть в крупных строительных проектах, например, торговые центры, стадионы, промышленные предприятия.
Колонным (К) – такие двутавровые балки используются в вертикальных несущих конструкциях для повышения прочности и устойчивости к сжимающим нагрузкам.
Свайным (С) – двутавр используют в качестве свай для фундаментов, особенно в сложных геологических условиях. Металлопрокат гарантирует поддержку надземных конструкций.
На рынке также есть металлические сварные балки, которые создают из листового проката. У сортамента высокая прочность, есть индивидуальность в размерной сетке. Это позволяет двутавры использовать в специфических конструкциях.
Чаще всего двутавровые балки используются в строительном секторе: например, при возведении жилых и офисных зданий сортамент можно увидеть в каркасных системах. Балки используют при возведении или реконструкции промышленных сооружений, складах и заводах. Сварные и горячекатаные балки дают необходимую прочность и устойчивость при больших пролетах мостов.
Основные методы соединения двутавров
Соединение двутавров – это важный аспект при проектировании и строительстве металлических конструкций. Ниже в сводной таблице собрали основные виды стыков на рынке.
Метод
Сварной
Узел через прокладку предполагает использование дополнительных пластин. Из размещают между соединяемыми деталями, что повышает нагрузочную способность конструкции.
Соединения с накладками используются для усиленной стыковки для облегчения конструктивных решений.
Угловое соединение под прямым углом часто применяют в каркасах и перекрытиях.
Угловой стык под произвольным углом актуален при проектировании и реализации сложных пространственных конструкций.
Болтовой
Допустимо использовать и фланцы в стыках элементов. Такая модель особенно актуальна для стыковки двутавров с другими конструктивными элементами.
Тип соединения
Стыковка двух двутавров увеличивает длину конструкции, что актуально в местах, где требуется высокая прочность.
Болтовая стыковка с накладками усиливает стык, особенно в высоконагруженных местах.
На рынке также есть комбинированные методы, объединяющие сварные и болтовые соединения. Часто используются дополнительные элементы (прокладки, накладки) для достижения оптимальной прочности, удобства монтажа.
Технология сварного соединения
Сварное соединение – это крепеж встык двух или более деталей за счет локального расплавления с последующим затвердеванием в единую конструкцию. Все начинается с подготовки кромок. На этом этапе используют торцовку для обрезки материалов, нормализации размеров и формы. Обработка происходит плазмой, лазером. Также используют фрезеровку для подгонки точных размеров и форм. Последний этап – это снятие фасок.
На рынке, как правило, используют ручную дуговую сварку. Это простой и удобный метод, который актуален в разных отраслях. Для соединения двутавров встык используют электрическую дугу, локально расплавляющую металл. Есть автоматическая сварка, актуальная в массовом производстве. Процессом управляют автоматические системы, что исключает человеческий фактор и минимизирует ошибки.
Последовательность операций для соединения двутавровых балок:
Подготовка и очистка деталей от грязи, масла и коррозии.
Установка заготовок в положение, необходимое для сварки.
Проведение сварочных работ (выбор режима, регулировка параметров сварки).
Охлаждение и стабилизация места стыковки.
Готовые изделия обязательно проходят через контроль качества. Например, визуальный контроль, то есть осмотр сварного шва на видимые дефекты (травление, трещины, поры). В лабораториях часто используют неразрушающий контроль в виде ультразвуковой проверки (УЗК), рентгенография, магнитно-порошковый контроль. Есть и методы разрушающего контроля балок, то есть механические испытания швов на прочность (растяжение/сжатие).
Технология болтового соединения
Болтовые соединения двутавровых балок актуальны в строительстве и машиностроении. Такая стыковка гарантирует прочность/надежность конструкций. На рынке популярны высокопрочные болты для соединения конструктивных элементов, которые гарантируют высокую прочность на сдвиг и растяжение. Это крепеж классов прочности от 8.8 до 12.9.
Есть и альтернатива – это заклепки. Крепежный элемент актуален, когда доступ к обеим сторонам стыка ограничен. Материал часто дополнительно обрабатывают для повышения стойкости к коррозии.
Чтобы гарантировать прочность и надежность монтажа, проектировщики используют несколько схем расположения отверстий. Например, ряд или шахматный порядок, а выбор конкретного зависит от проектных решений, требований к стыку. При этом важно учитывать размеры и шаг между отверстиями, чтобы не ослаблять балку. Отдельно для схемы «шахматка» нужно более тщательно рассчитывать нагрузки, расстановку болтов.
Порядок болтового соединения стальных балок:
Подготовка элементов – проверка и подготовка поверхности соединяемых элементов, очистка от ржавчины, грязи, других загрязнений.
Маркировка и сверление – разметка под отверстия, сверление по указанным размерам/диаметрам.
Установка крепежных элементов – закрепление болтов или заклепок в отверстиях с использованием шайб и гаек. Для этого используют специальные заклепочники, другие специфические инструменты.
Важно проконтролировать степень затяжки. Высокопрочные болты затягивают два раза – предварительно и окончательно. Чтобы не пропустить момент затяжки, лучше использовать динамометрические ключи.
Правильное выполнение всех этапов технологии болтового соединения гарантирует надежность, долговечность конструкций из двутавровых балок.
Критерии выбора метода соединения
При выборе метода соединения двутавровых балок важно учитывать нагрузки на конструкцию, например, тип и величины нагрузок (статические, динамические, ударные). Важно проанализировать распределение нагрузок по балке (равномерное, сосредоточенное), учитывать динамические воздействия, например, ветровые или сейсмические нагрузки.
Для выбора соединения металлических балок важно заранее изучить влияние внешней среды (влага, коррозия, температурные колебания), ожидаемую продолжительность эксплуатации, условия монтажа/последующей эксплуатации.
Полезно проанализировать требования к разборности, если есть или будет необходимость демонтажа или перемещения конструкций. Разборность важна и для качественного ремонта, обслуживания или замены отдельных элементов.
Важно просчитать экономическую эффективность болтов и сварки, то есть сравнить затраты на разный крепеж (материалы, трудозатраты), оценить предстоящие расходы на обслуживание и ремонт.
Типичные ошибки и способы их избежать
При проектировании и создании двутавровых балок важно контролировать все параметры техпроцесса. Типичные ошибки при сварке:
неправильный выбор сварочного материала – использование нелегированных электродов для сварки конструкций из высокопрочных сталей;
неправильная технология сварки – недостаточная температура, скорость или режимы, что может привести к слабым швам;
образование трещин и дефектов в сварном шве.
Чтобы избежать этих ошибок, подбирается электроды/проволоку в соответствии с используемым сырьем. Важно предварительно подогревать двутавровые балки, контролировать процесс сварки и качество сварных швов.
При использовании болтов также есть типичные ошибки:
несоблюдение нужного уровня затяжки болтов (сверх- или недостаточная затяжка);
неправильная маркировка отверстий, расположение болтов, что приводит к снижению прочности стыка;
использование болтов и гаек, не соответствующих требованиям по прочности, сопротивлению атмосферным условиям.
Чтобы избежать негативных последствий, проверяйте качество затяжки болтов динамометрическими ключами. Также важно использовать правильные схемы расположения болтов/отверстий.
Соединение может быть с нарушением геометрии. Такое происходит из-за недостаточной точности размеров и форм крепежных элементов. Также возможны изгибы и деформации при транспортировке/монтаже. Чтобы нивелировать деструктив, на этапе монтажа или создания желательно контролировать размеры/геометрию изделий. Для безопасной транспортировки используйте специальные крепления и поддоны.
Соблюдение этих и других рекомендаций поможет минимизировать количество ошибок, повысить надежность/долговечность двутавровых балок в строительных конструкциях.
Нормативные требования и стандарты
Двутавровые балки используют в строительстве и промышленности, для них существуют определенные нормативные требования/стандарты. В России действуют следующие ГОСТы на металлические балки разных сечений:
8239-89 – определяет размеры, допуски, свойства, другие характеристики горячекатаного двутаврового проката.
26020-83 – описаны требования к качеству, физико-механическим свойствам, методам испытаний, упаковке двутавровых балок.
27772-88 – документ рассматривает общие требования к стальным конструкциям, включая двутавровые балки.
Для контроля соединений есть особые нормативные требования. Стандарт 10725-98 описывает методы стыковки металлических конструкций, включая сварку, болты, заклепки. В ГОСТ 28013-89 прописаны требования к технологии сварки, качеству стыков.
Дополнительный контроль за соединениями двутавровых балок и проектированием металлоконструкций прописаны в СП 16.13330.2017. В документе дополнительно прописаны основы расчета на прочность, устойчивость, деформацию. СНиП II-23-81 определяет требования к проектированию/расчету металлических конструкций. Используется также СП 35.13330.2011, который охватывает проектирование/расчет зданий с использованием металлических конструкций.
Используйте агрегатор Е-Металл, чтобы всегда искать и использовать качественный металлопрокат. Мы реализовали систему умных фильтров, чтобы поиск нужного сортамента, условий доставки, цены был проще. Поэтому опробуйте наш сервис сами и поделитесь своим мнением!
Часто задаваемые вопросы
Какой метод соединения надежнее?
Надежность зависит от условий, требований проекта. Сварка гарантирует монолитную стыковку, а болты проще демонтировать для обслуживания и ремонта.
Можно ли соединять балки разных сечений?
Да, балки разных сечений можно соединять, но с учетом нагрузки/прочности, чтобы избежать концентрации напряжений.
Как проверить качество сварного шва?
Качество сварного шва проверяют через визуальный контроль, ультразвуковую дефектоскопию, радиографический контроль, магнитно-порошковый, другие.
Как часто нужно проверять болтовые соединения?
Частота проверки болтов зависит от условий эксплуатации. В общем случае рекомендуется проводить ревизию не реже одного раза в год.
Какие электроды лучше использовать для сварки?
Выбор электрода зависит от материала, который вы собираетесь сваривать. Обычно используются электроды тип А, для обычной стали, специальные электроды для нержавеющей стали или алюминия.
Как соединять балки в труднодоступных местах?
В труднодоступных местах используются специальные сварочные аппараты с гибкими шлангами, если доступ позволяет. Альтернатива – это болты высокой прочности или специальные механизмы.
Какая защита нужна для соединений на улице?
Крепеж металлоконструкций на улице требуют защиты от коррозии. Для этого используются антикоррозийные покрытия, например, грунтовки и краски. Рекомендуем дренаж и защиту от механических повреждений.
Заказать звонок
Написать на почту
Telegram
0 комментариев