Теорією і практикою доведено, що балка двутавр найефективніший і раціональний елемент з поперечної формою перетину, що працює на вигин.
Двотаврові балки знайшли застосування не тільки в будівництві, але і в вагонобудуванні, автопромі. З їх допомогою здійснюється посилення стовбурів шахт, споруджуються арочні і інші навісні конструкції, створюються переправи і мостові споруди.
Класифікація балкових двутавров
Основу Гостів на металевий двотавр складають дослідження по виявленню раціональних типів і частоти градації фасонних профілів.
Профіль проводиться шляхом:
- гарячого прокату;
- зварювання.
Балка гарячого прокату за формою перетину буває:
- з ухилом граней полиць (класичний профіль);
- з паралельними гранями.
Основні типи фасонних профілів з паралельними гранями:
- двутавр нормальний (Б);
- двутавр широкополковий (Ш);
- двутавр колонний (К);
- додаткова серія (Д).
У класичного профілю з підвищеною або звичайною точністю прокату, згідно ГОСТ 8239-89, тобто не більше 12% ухил внутрішніх граней. Він застосовується як елемент, що працює на вигин, а може бути складовою частиною в перетинах колон.
Для профілів 4-х основних типорозмірів з паралельними гранями розроблений ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93. Профіль «Б» актуальний для колон гратчастого виду, широкополочні використовуються в конструкціях, де застосовуються невеликі колони, профіль «К» - це колонна балка.
У сортаменті профілі маркуються згідно ГОСТ.
Такі параметри, як опір, висота балки, товщина стінки, моменти інерції, ширина полки і радіус вигинів при необхідності можна вивчити в ГОСТ. Наприклад, за ГОСТом 8239-89:
Двотавр 10 розміри і маса:
- висота (h): 100 мм;
- (B) ширина: 55 мм;
- (S) товщина стінки: 4, 5 мм;
- (T) товщина полиці: 7, 2 мм.
В одному погонному метрі маса (m) - 9, 456 кг, в одній тонні метрів - 105, 7 м.
Характеристика гарячекатаних балок
Основний спосіб, який застосовується для виробництва двутавров - гаряча прокатка. Це спосіб, при якому температура рекристалізації металу нижче температури прокатки, що дозволяє отримати продукцію з високою точністю розмірів.
Основний недолік, супутній цьому процесу - це наявність окалини, яка утворюється на поверхні металу.
Для виробництва профілю застосовуються рейкобалкового верстати. Це високоточні дорогі верстати, на яких, крім двотаврових балок, прокочують швелер, куточки, рейки широкої колії.
Залежно від кінцевого результату в якості заготовок застосовують блюми або сляби. Це напівпродукт, який є вихідним матеріалом для прокатки на верстатах, де виробляється готовий продукт.
На міцність балки впливають:
- довжина конструкції;
- форма перетину;
- спосіб закріплення профілю;
- вид навантаження;
- Марка сталі.
Для виготовлення продукції застосовується сталь, що має маркування 09Г2С. Ця абревіатура говорить про те, що в складі металу міститься 0, 09% - вуглецю, 2% - марганцю і менше 1% кремнію. Так як сумарно хімічні добавки не перевищують 2, 5% сталь відноситься до низьколегованих металів. До гідності цієї марки відноситься механічна міцність, температурна стійкість, можливість здійснення гарту.
До недоліків застосовуваної стали відноситься схильність до виникнення корозії. А недоліком прокату є зниження несучої здатності, якщо збільшується довжина прольоту.
зварений варіант
У деяких випадках зварна балка вигідніше гарячекатаного аналога. Така продукція застосовується при спорудженні промислових та житлових будинків, інфраструктурних та громадських об'єктів.
Процес виробництва такої балки проходить кілька стадій, кожна ідеально відпрацьована.
Створення заготовки. З листового металу на установках з числовим програмним управлінням раскраиваются потрібні по довжині і ширині штріпси.- Фрезерування кромок. Щоб поліпшити проварена шва, на крайкофрезерні верстаті обробляються створені заготовки між полицею і стінкою балки.
- Збірка заготовки. Для збірки призначені спеціальні установки, які оснащені притискними гідравлічними механізмами. Перш ніж кантовать на 180 градусів профіль, його збирають в Т-подібну модель.
- Сварка двутавра. Кращим способом зварювання є зварювання автоматом під флюсом. Цей спосіб гарантує якість шва, так як при ньому відсутній розбризкування рідкого металу.
- Виправлення полиць. В результаті нагрівання металу може виникнути необхідність зняти шорсткість з профілю, для цього використовується спеціальний стан з роликами.
До переваг зварної балки відноситься можливість створити різні архітектурні форми, зі змінною товщиною профілю. У каркасному будові це сприяє зниженню ваги конструкції.
Сортамент такий же, як для прокатних профілів з паралельними гранями. Зварні шви для малонавантажених профілів повинні відповідати 2-ї категорії відповідно до Держстандарту 23118-99. Шви двосторонні виконуються відповідно до Держстандарту 8713-79.
дерев'яна балка
Якщо в результаті будівництва, реконструкції будинку, дачі або котеджу плануються дерев'яні перекриття, то можна використовувати двотаврові балки. Вони відповідають СНиП, скорочують термін будівництва і замінюють великовагові металеві конструкції. Монтаж таких конструкцій нескладний, термін служби тривалий.
Для виготовлення дерев'яних балок застосовується хвойне дерево. Воно повинно бути відбраковане і добре висушене. Для поясів площині балок застосовується проклеєний і сухий брус, а для перемички орієнтовано-стружкові плити. Виробляються вони на сучасному обладнанні з використанням високотехнологічних матеріалів.
Розміри перетину лежать в діапазоні від 140 мм до 450 мм, довжина балок може бути різною.
До переваг дерев'яних двутавров відноситься:
тривалий термін експлуатації;- застосування екологічного сировини;
- відсутність деформації;
- застосування на великих прольотах;
- багатофункціональне використання;
- в повному обсязі замінюють металеві елементи;
- швидкість і легкість при установці;
- проведення робіт в найкоротші терміни;
- водоотталківаемость і вогнетривкість конструкції.
До недоліку відноситься висока вартість дерев'яних балок, а також ризик купити вироблену кустарним способом продукцію.
Виробники в Росії
За даними Федеральної служби державної статистики Росії, обсяг виробництва металоконструкцій збільшується з кожним роком. Пояснюється це використанням їх при будівництві об'єктів інфраструктури, будівель і в інших галузях.
Показник конкуренції серед виробників двотаврової балки великий. Багато підприємств виробляють балки практично всіх типорозмірів, деякі роблять конструкції на замовлення по кресленнях.
Найбільші російські заводи-виробники двотаврової балки:
Омутнінський металургійний. Це один з найстаріших металургійних заводів Росії. Знаходиться він в місті Омутнінський Кіровської області. Завод спеціалізується на випуску сталевих фасонних і гарячекатаних балок з високою точністю перетину. На вимогу споживачів встановлюється марка стали, довжина прокату і технічні вимоги.- Кулебакскій завод металевих конструкцій знаходиться в Нижегородської області, місто Кулебаки. Він виготовляє і проектує металоконструкції з різною складністю. Представництва цієї компанії знаходяться на території Уральського округу і Центральної частини Росії. Пріоритет компанії - це якість продукції.
- Основним видом діяльності Раменського заводу металоконструкцій, який розташований в місті Раменське Московської області, є виготовлення на замовлення всіх типів металевих конструкцій. Вироби заводу мають високу надійність. На виробництві використовуються технології, здатні зменшити витрату металу і знизити вартість продукції для реалізації.
Виробництво дерев'яних двутавров - це вигідний бізнес, так як продукція з успіхом застосовується в будівництві за каркасною технологією для дач і заміських будинків. Такий вид профілю не тільки здешевлює будівництво, а й прискорює його. Тому виробництвом такої продукції успішно займається середній і малий бізнес.