Расчет, технология изготовления и монтаж сварных двутавровых балок

Технология изготовления сварных двутавровых балок, помимо прочности и надёжности, к ним предъявляются и другие требования.
Одной из основных характеристик балок является их плотность.

Для любых видов работ, плотность металлических балок должна быть максимально высокой. Из основных задач для разработчиков балок, является снижение их металлоёмкости.

Это значит, что постоянно ведутся работы по разработке балок, требующих меньшее количество металла при сохранении характеристик прочности.

Двутавровые балки экономически выгодны в строительстве. Использование сварных двутавровых балок, в качестве строительных металлоконструкций каркасов, даёт возможность не только облегчить элементы конструкции, имеющие неоправданно большой коэффициент запаса прочности, но и создать более экономичную форму опор и сечения отдельных элементов, тем самым уменьшить массу металлической конструкции.

Изготовление сварных двутавровых балок

Технология изготовления сварнной балки, экономичен и успешно конкурирует с изготовлением балок способом прокатки, по другому называют горячекатанная двутавровая балка. Изготавливаются двутавровые балки, конечно же, из металла. Чаще всего для производства балок применяются углеродистые стали. В частности, довольно распространены двутавровые балки из низкоуглеродистых сталей.

Среди всех видов балок, наибольшее распространение получили балки двухтаврового сечения. В основе этих балок лежит двухтавровый профиль, имеющий поясные швы. Профиль двухтавровых балок состоит из трёх элементов, соединяемых друг с другом посредством сварки. Cварка балки двутавровой происходит под действием флюса.

Изготовление профиля для балок, происходит с помощью автоматов для сварки. Для увеличения надёжности балки, соединяемые элементы балки подвергаются сварке с двух сторон. Чтобы гарантировать максимальную прочность сварки балок, при создании сварного шва, балки применяются выходные и заходные планки.

Так же следят за перпендикулярностью расположения элементов балки и за качеством их прилегания.

При изготовлении сварных двутавровых балок мелкими партиями, заводы вынуждены использовать примитивную малопроизводительную оснастку, и такие профили обходятся сравнительно дорого.

Серийное производство сварных балок в поточных линиях или автоматических станах, которые выполняют весь цикл производства двутавра, на предлагаемом нами современном оборудовании, позволяет поднять производительность труда и снизить стоимость двутавровых балок.

Такие поточные линии могут оснащаться либо автоматизированными установками непрерывного действия, либо рядом специализированных приспособлений и установок, последовательно выполняющих отдельные операции при условии комплексной механизации всего технологического процесса.

Наиболее широкое применение имеет двутавровый профиль с поясными швами, выполняемыми обычно сварочными автоматами под флюсом. Двутавр собирают из трёх листовых элементов.

При их заготовке, помимо правки, резки и зачистки кромок, часто предусматривают сборочную и сварочную операции для получения листового элемента требуемой длины и ширины.

В этом случае к стыковым соединениям предъявляется требование полного и надежного проплавления с хорошим формированием усиления шва.

Технологический процесс изготовления сварной двутавровой балки

Раскрой листового металла на полосы – штрипс нужной длины и ширины изготавливается на установке термической резки с ЧПУ, которая позволяет распускать лист одновременно несколькими резаками. Скорость резки, в зависимости от толщины металла, доходит до 1 метра в минуту.
Фрезеровка торцов – для улучшения провара шва между полкой и стенкой двутавра производится фрезерная обработка торцов на торцефрезерном станке.
Сборка балки двутавровой должна быть достаточно точной, особое внимание уделяется симметрии расположения и взаимной перпендикулярности полки и стенки.

Сборка на стеллаже с помощью простейших приспособлений является трудоёмкой и может применяться только в единичном производстве.

Использование станов для сборки двутавровых балок позволяет повысить производительность сборочных операций в несколько раз.

С помощью стана для сборки двутавровых балок Z15, достигается симметрия расположения стенки относительно полок балки, обеспечивается взаимная перпендикулярность полки и стенки балки. Сборка двутавровой балки осуществляется в 2 этапа: сборка профиля T-образной формы, затем балка кантуется на 180° и собитается двутавр.

Эффект использования сборочного стана, обеспечивается быстродействием и надёжностью механизма позиционирования элементов. Закрепление и освобождение элементов балки по всей длине с помощью винтов занимает много времени. Значительно производительнее и удобнее в работе приспособления, оснащенные гидравлическими прижимными механизмами.

Источник: http://xn—-7sbabec1clej3cj.xn--p1ai/index.php/novosti/item/9-tekhnologiya-izgotovleniya-svarnykh-dvutavrovykh-balok

Особенности сварной двутавровой балки

Сварные двутавровые балки широко применяются в строительстве. Наиболее часто можно встретить сварной двутавр в промышленных зданиях, где из них строятся сетки балок, поддерживающих перекрытие. Технология изготовления сварной балки выполнена таким образом, что при наличии хорошего оборудования можно создать профили, которые недоступны в горячекатанном производстве.

Двутавровые балки бывают разные. Существует сортамент двутавровых балок, который регламентирует изготовление продукции из металлического листа толщиной от 8 до 50 мм. Высота балки может быть небольшой – 240 мм, а может достигать значительных габаритов – 3500 мм. В качестве сырья используют низколегированную и углеродистую сталь.

Преимуществом двутавровой балки является ее небольшие габариты, которые обеспечивают значительную прочность. Поэтому такие балки используют для строительства сложных зданий, промышленных и мостовых сооружений.

Московский завод металлоконструкций может изготовить любые изделия из металла. В том числе разные двутавровые балки, которые по своему виду бывают равнополочными и с наклонными полочками. Двутавровые балки с равными и параллельными полочками дополнительно делятся на нормальные, колонного типа и широкополочные.

В обозначении двутавровой сварной балки всегда дописывается заглавная буква, которая определяет тип балки: «К» — балки колонные; «Ш» — широкополочные балки; «Б» — обычные балки.

Дополнительно сварные двутавровые металлические балки можно поделить на два типа в зависимости от расположения граней полок. Разделяют балки с параллельными гранями и с уклоном полок.

Поскольку сваривание двутавровой балки позволяет соединить абсолютно любые габариты исходных листов, проектанты изначально делают расчет конструкции и определяют ее максимальный предел прочности и изгибающий момент. Учитывая существующие нагрузки, определяется оптимальное сечение балки, которое удовлетворяет требования наименьшего расхода металла вместе с обеспечение необходимой прочности.

Все изготовленные балки проходят проверку согласно действующим нормативным документам. Проверяется балка также на стадии изготовления, особенно тщательно проверяют толщину и качество сварного шва.

Популярность двутавровой балки обеспечивается повышенной жесткостью этого сечения, по сравнению с квадратным прокатом или уголком.

Этот параметр позволяет значительно уменьшить вес несущей балки и всего металлического каркаса в здании.

Для снижения себестоимости балки используют комбинированный метод изготовления. Места в балке, воспринимающие максимальную нагрузку, в которых создается большое напряжение, выполняют из стали с повышенной прочностью. Малоуглеродистая сталь применяется на участках балки, которые меньше всего отвечают за несущую способность и принимают незначительную нагрузку.

Большое значение имеет техника приваривания составляющих двутавровой балки. Например, использование наклонного электрода дает возможность выполнить работу с двух сторон балки. Если используется метод выполнения сварных швов «в лодочку», необходимо технологическую линию оснастить специальным оборудованием, которое будет переворачивать балку в необходимый момент.

В современных условиях можно сделать сварную двутавровую балку любой длины, которая необходима на строительстве.

Все важные параметры, которые определяют габариты, а также прочность балки решаются проектной организацией до начала изготовления балки.

Это касается индивидуального изготовления балок, которые отличаются от сортаментного типа. Все балки, которые занесены в сортамент, изготавливаются на заводе по ранее установленному стандарту.

Источник: http://stellastroy.ru/osobennosti-svarnoj-dvutavrovoj-balki/

Двутавр деревянный, алюминиевый: момент инерции, сопротивления широкополосного и колонного двутавра

В современном мире появилось множество строительных материалов на любой вкус и кошелек. Каждый потребитель может выбрать из них подходящий, исходя из собственных потребностей и предпочтений.

Но неизменно на протяжении долгого времени особой популярностью пользуется двутавр деревянный и его металлические собратья (например, алюминиевый двутавр). Стоит разобраться, в чем же кроется секрет.

Основные характеристики двутавровых балок

Разнообразие двутавров не такое большое, как у некоторых других материалов, но все же существуют основные параметры, по которым следует выбирать необходимый номер этого профиля:

размер и площадь двутаврового сечения;
вес одного погонного метра;
осевой момент сопротивления двутавра относительно главных осей;
осевой момент инерции двутавра;

статический момент инерции двутавра;
радиус инерции.

Разрешенные нагрузки на деревянные двутавровые балки: поперечная сила max 11,0 кН/м; изгибающий момент max 5,0 кН/м (в соответствии с ГОСТ 20850).

Транспортировка деревянного двутавра должна осуществляться только в крытых автомобилях или с помощью железнодорожного транспорта. Так материалу будет обеспечена необходимая защита.

Условия хранения деревянных балок

Во-первых, балки должны быть рассортированы по размеру. Во-вторых, при хранении следует избегать провисания и остаточной деформации. Для этого, двутавровые балки необходимо разместить на деревянных прокладках штабелями. В-третьих, следует укрывать материал от осадков или же хранить в закрытом помещении, так как дерево не устойчиво к неблагоприятным внешним воздействиям.

Преимущества двутавра

Применение двутавра в различных конструкциях

Двутавр –это профиль Н-образной формы из металла или дерева. Применяется для укрепления конструкций при создании опалубки; необходим он для перекрытий, стен.

Чаще всего двутавровые деревянные балки используют при строительстве каркасных домов. Этот материал дает следующие преимущества:

высокую удельную прочность всей конструкции, долговечность за счет ребра жесткости из многослойного шпона или плит OSB;
универсальность в применении;
в отличие от аналогичных материалов, двутавр при правильном монтаже никогда не будет скрипеть;
отсутствие усадки, усушки, сдвигов и трещин в конструкции (опять же, при соблюдении всех условий установки);
сравнительно небольшой вес перекрытий, что значительно упростит монтаж и продлит срок эксплуатации;
сокращение затрат на устройство фундамента.

Производство металлических двутавровых балок

Существует два основных способа производства металлических балок: сварной двутавр и горячекатанный. Сварной изготавливают путем сварки. Такой метод используется для получения балок с размерами от 60 мм и больше. Горячекатаный производят из стальной заготовки путем горячей прокатки (балки с размером до 60 мм).

Преимущества такого материала, как сварной двутавр:

уменьшение массы конструкции на 10% (если сравнивать с горячекатаным двутавром) благодаря оптимальному подбору составного сечения балки;
возможность использования в сечении балки различных типов металла полок, стенок;
возможность производства несимметричных сечений;
минимизация отходов.

Основные этапы изготовления двутавра:

Раскрой штипса.
Правка штипса.
Сборка балок.

Какой двутавр выбрать: деревянный или металлический?

Деревянные балки зачастую — более экономичный вариант. Они просты в производстве и монтаже, обладают низкой теплопроводностью, нежели стальные или железобетонные.

Минусы дерева: сравнительно меньшая механическая прочность (а значит, будут необходимы балки с большим сечением); низкая пожароустойчивость; возможность поражения микроорганизмами и повреждения материала насекомыми (требуется тщательная обработка антипиренами и антисептическими препаратами).

Двутавр металлический обладает целым перечнем преимуществ, но он достаточно дорогостоящий. Во-первых, металлическими балками можно перекрывать большие пролеты с серьезной нагрузкой. Во-вторых, сталь не горит, устойчива к биологическим повреждениям.

Есть и небольшой недостаток: металл может покрыться коррозией. Но с этим легко справиться, стоит лишь воспользоваться защитными покрытиями, которых предостаточно в продаже.

Какой именно из материалов лучше выбрать, решать вам. Внимательно проанализируйте вышеприведенные преимущества и недостатки обоих, ведь строите свой дом вы не на один год. Кроме прочего, можете обратить внимание и на железобетонный двутавр. Он также весьма хорош и надежен.

Подробнее о некоторых разновидностях двутавра

Алюминиевый двутавр имеет высокую степень прочности, обычно изготавливается из сплавов АД31 (для строительства домов) или 1915 (повышенная прочность). Стоит остановить выбор именно на нем, если у вас есть цель построить максимально облегченную конструкцию. Кроме прочего, алюминий экологичен и устойчив к коррозии.

По расположению полок существуют два подвида алюминиевого двутавра: с параллельными гранями и с уклоном граней.

По длине балки: двутавры с мерной длиной, с кратной мерной длиной и немерной длиной. Длина алюминиевой балки обычно в диапазоне от 1 до 6,7 п.м.

По точности производства алюминиевый двутавр делают обычной, повышенной и высокой точности (в зависимости от области применения).

Разрезание двутавра

По состоянию материала существуют балки: не подвергавшиеся термической обработке; отожженные (М); закаленные, состаренные естественно или искусственно (Т, Т1); полностью закаленные, состаренные естественно или искусственно (Т4,Т5).

Основные виды используемого покрытия: анодированное (Ан); лакокрасочное жидкое (Жл); жидкое электрофорезное (Жэ); полимерное порошковое (П); двухслойное комплексное (К).

Также существует классификация по условиям применения: нормальные (Б); колонные (К); широкополочные (Ш); необходимые на строительстве подвесных путей (М) и для армирования шахтных стволов (С).

Двутавр колонный — металлоконструкция, имеющая большую толщину полок, благодаря чему ее можно использовать как несущий элемент здания. Производится из стали методом проката.

Такие колонны чаще всего ставят в пролеты значительных размеров и при высоких крановых нагрузках. Этот тип балок весьма популярен, так как обладает высокой прочностью, но в некоторых случаях его целесообразно заменить широкополочным.

По сравнению с прочими двутавровыми балками, двутавр колонный самый тяжелый и износостойкий.

Широкополочный двутавр — несущая балочная конструкция с металлическим профилем, длинными гранями полок, которые параллельны друг другу, и сечением. Исходя из числа пролетов в здании, используются следующие широкополочные двутавровые балки:

разрезные. Они монтируются на один пролет. Имеет облегченный вес, соотношение высоты и ширины 1:1;
неразрезные. Соответственно, монтируются на несколько пролетов сразу. Высота и ширина соотносятся как 1:2,5 – 1:1,16.

Увеличенная ширина полок гарантирует повышенную устойчивость этой разновидности двутавра. Именно поэтому, его можно монтировать как самостоятельный элемент, не требующий дополнительных деталей. Это помогает уменьшить объем требуемой работы, а также сократить расходы.

Швеллер двутавр – это изделие из стали, имеющее П-образную форму. Изготавливается из листового проката, используется для придания устойчивости и прочности конструкции.

Исходя из требований ГОСТА, максимальное отклонение ширины (высоты) не должно быть больше 3 мм, максимальное отклонение длины 100 мм. Кривизна – не больше 0,2% от его длины, предельное отклонение в массе 6%.

Швеллер двутавр позволяет укрепить несущие конструкции, перекрытия, благодаря возможности работают на изгиб. Сейчас существует огромный ассортимент типоразмеров швеллера для различных сфер применения.

Этот материал более востребован при строительстве зданий, где необходима сборка цельных каркасов, устройство межэтажных перекрытий, армирование стен.

Подведем небольшой итог. Основные преимущества алюминиевого двутавра:

высокая жёсткость, отменная прочность при сравнительно небольшом весе. Как раз за счет жёсткости эти изделия намного прочнее аналогов. Например, исходя из расчетов, квадратный профиль с таким же сечением в семь раз слабее.
симметричное сечение является наиболее выгодным типом сечения, так как нагрузка от изгиба распределяется по нему лучше всего.
долговечность, устойчивость. Нанесение разнообразных антикоррозийных покрытий способствует сохранению качества алюминиевого двутавра на долгие годы. Он способен выдержать как низкую, так и высокую температуру, устойчив к механическим воздействиям внешней среды.

Расчет балок перекрытий

При расчета сечения деревянной балки нужно учитывать собственный вес конструкции (составляет примерно 190-220 кг/м2), эксплуатационную (временную) нагрузку (200 кг/м2). Балки перекрытий укладываются по короткому сечению пролёта. Желательный шаг монтажа двутавра равен шагу установки стоек каркаса.

Таблица со значениями сечения балок

Для того, чтобы подсчитать минимальное и оптимальное сечение деревянных перекрытий можно воспользоваться специальными программами и таблицами.

При самостоятельном строительстве, в расчетах следует учитывать, что у металлической балки есть шарнирные опоры (концы нефиксированные). Нагрузку на перекрытия со стальным двутавром с учетом собственного веса следует рассчитывать 350(без стяжки) — 500 (со стяжкой) кг/м2.

Оптимальный шаг между двутавровыми стальными балками составляет 1 метр. Для экономии можно увеличить шаг до 1,2 м, но не больше, иначе конструкция потеряет свою жесткость и прочность. Вы можете найти таблицу, которая поможет в выборе номера балок при различных шагах и длине прогона.

При использовании железобетонных балок не забывайте о следующих основных правилах:

высота балки должна быть больше 1/20 от длины проема;
ширина балки должна соотноситься с её длиной как 5:7;
армирование балки должно проводиться с использованием 4 прутков арматуры d12-14 мм (как минимум), по два сверху и снизу;
бетонировать следует без перерывов, чтобы предыдущие порции раствора не успели схватиться до укладки последующих.

Произвести правильный расчет двутавровых балок для строительства не так уж и просто, даже при наличии специализированных программ. Поэтому, если вы новичок в этом деле, не рискуйте, а лучше обратитесь к квалифицированным специалистам. Они помогут в подсчете, а также разъяснят все тонкости применения двутавра. Успехов вам в нелегком, но таком приятном деле как возведение собственного дома.

Источник: http://roof-tops.ru/ustroistvo/shvellery-i-dvutavry/dvutavr-derevyannyj-xarakteristiki/

Двутавровые деревянные балки перекрытия: расчет, виды, цены, монтаж

Двутавровая деревянная балка – строительный материал, который широко используется при создании несущих элементов стропильных систем крыш и обустройстве межэтажных перекрытий и чердачных перекрытий. Такие деревянные балки могут применяться при строительстве домов из абсолютно любого материала – кирпича, газобетона, пеноблоков, дерева.

Конструктивно двутавровые балки похожи на железнодорожную рельсу. Основными конструктивными элементами такой балки являются: стойка из фанеры и две деревянные полки. Двутавровая деревянная балка перекрытия отображена на фото:

Производимые сегодня двутавровые балки выполняются в нескольких размерах. Двутавровые деревянные балки разных конструктивных исполнений с разными размерами показаны на фото ниже.

Как уже упоминалось выше, двутавровые балки активно применяются при строительстве домов и различных архитектурных объектов.

В частности, например, двутавровые деревянные балки могут применяться при строительстве газобетонного дома, а именно для обустройства межэтажных перекрытий или для создания стропильных систем для последующего монтажа кровельного материала. Для максимальной наглядности представим сферу применения двутавровых деревянных балок в виде списка:

Каркасное строительство. В данном случае двутавровые деревянные балки могут использоваться в качестве несущих элементов стен, в качестве балок перекрытия окон и дверей, в качестве несущих элементов стропильной системы крыши.
Обустройство перекрытий. В данном случае речь идет о создании межэтажных перекрытий и чердачных перекрытий. Например, очень часто деревянные балки используются в газобетонных домах при строительстве мансарды.
Проведение работ по реконструкции и ремонту здания. В данном случае деревянные двутавровые балки могут быть использованы при ремонте мансардных этажей, замене балок межэтажных перекрытий, усилении тех или иных конструкций.

Следует отметить, что вне зависимости от того, где используются двутавровые балки, важнейшее значение имеет проведение расчета деревянной балки на прогиб.

Например, если речь идет о перекрытии по деревянным балкам в газобетонном доме или доме, построенном из какого-либо иного строительного материала, очень важно определить, выдержит ли двутавровая балка все те нагрузки, которые будут на нее воздействовать.

Расчет деревянных балок может производиться или вручную или при помощи специального калькулятора. Калькулятор для выполнения расчета балок будет представлен ниже.

Какими же преимуществами обладают двутавровые деревянные балки перекрытия? К преимуществам таких деревянных балок можно отнести:

Высокую прочность и жесткость. Благодаря тому, что деревянная балка выполняется в форме двутавра, она обладает высокой прочностью на изгиб, что позволяет успешно ее использовать при построении межэтажных перекрытий и чердачных перекрытий.
Отсутствие прогибов и скрипов. При правильном расчете деревянной балки и при соблюдении всех правил монтажа двутавровые балки не прогибаются и не издают скрипов. Благодаря этому они могут успешно использоваться для создания чернового потолка по деревянным балкам.
Относительно небольшой вес. Двутавровые деревянные балки перекрытия при высокой прочности и жесткости обладают относительно небольшим весом, благодаря чему все монтажные работы с их использованием могут выполняться своими руками без привлечения какой-либо строительной техники. Кроме преимущества в виде возможности монтажа своими руками небольшой вес двутавровой деревянной балки облегчает нагрузку на фундамент здания.
Исключена вероятность кручения или вздутия. Благодаря этому качеству, применив двутавровые деревянные балки можно обустроить надежный и долговечный черновой потолок или какую-либо аналогичную конструкцию.
Возможность прокладки коммуникаций. За счет особенностей конструктивного исполнения, а также широкого ассортимента двутавровых деревянных балок, обеспечивается возможность прокладки в них тех или иных коммуникаций. При этом прокладка коммуникаций нисколько не снижает несущую способность деревянной балки.

Абсолютно все двутавровые деревянные балки вне зависимости от их размеров имеют одинаковую структуру, состоящую из трех элементов:

ребра жесткости, выполненного из ОСБ или фанеры;
верхнего элемента, выполненного из клееного деревянного браса;
нижнего элемента, выполненного из клееного деревянного бруса;

Фото структуры деревянной балки в форме двутавра:

Как можно заметить, структура двутавровой деревянной балки достаточно проста и может быть повторена своими руками. Однако о том как изготовить двутавровые балки своими руками мы поговорим немного ниже, а сейчас поговорим немного о расчетах.

Вне зависимости от того, где будет использоваться двутавровая балка — будь-то обустройство чердачного перекрытия в газобетонном доме или создание какого-либо иного перекрытия по деревянным балкам — следует обязательно выполнить соответствующие расчеты. Только при правильно проведенных расчетах и правильном монтаже можно гарантировать, что последующая эксплуатация будет безопасной. Что же нужно знать при выполнении расчетов деревянных балок? Эксперты рекомендуют учитывать следующие моменты:

расчет деревянных балок лучше всего производить при помощи специального онлайн калькулятора. В таком случае вы минимизируете вероятность допущения ошибок;
с целью получения действительно правильных результатов при расчете деревянных балок можно посоветовать произвести сразу два расчета: ручной и при помощи калькулятора. Если результаты совпадают — расчет двутавровых балок выполнен правильно;
если вы затрудняетесь с проведением расчета деревянных балок своими руками, лучшее решение для вас – обратиться за помощью к опытным в данных вопросах специалистам. Не доверяйте проведение расчетов продавцам- консультантам строительных магазинов. Помните, что в большинстве своем основная задача продавца – заставить вас купить товар, при этом продавца мало интересует будет ли ваш выбор правильным.
в случае, если вы планируете провести в двутавровой балке какую-либо коммуникацию, обязательно учтите это при подборе деревянных балок по размерам. Вообще вопросу размеров балок при прокладке коммуникаций или создании перекрытий уделите особое внимание;
перед тем как производить расчеты размеров несущих элементов обязательно определитесь, каким материалом вы будете подшивать потолок. Чем подшить потолок? Здесь все зависит от ваших личных предпочтений и пожеланий. Однако при выборе и расчетах размеров балок в любом случае следует учесть вес выбранного вами материала подшивки.
если для расчетов размеров вы применяете специальный калькулятор, в нем должна быть графа для указания запаса по прочности. Калькуляторы балок, в которых данной графы нет, использовать не рекомендуется.

По сравнению с перекрытиями из железобетона перекрытия с использованием деревянных балок обладают гораздо меньшим весом. Именно благодаря этому двутавровые балки снискали столь высокую популярность в частном домостроении. При этом неважно, из какого материала строится дом: и в газобетонных домах, и в кирпичных домах, и в домах, построенных из пеноблоков

Особую популярность двутавровые деревянные балки получили при строительстве газобетонных домов. Именно в газобетонных домах двутавровые деревянные балки применяются чаще всего для создания перекрытий и черновых потолков.

Обусловлено это тем, что для монтажа деревянных балок не требуется специальной техники и специального оборудования – все работы с балками могут быть выполнены своими руками с использованием лебедок и ручного инструмента.

Обустройство перекрытий из двутавровых балок выполняется по стандартной технологии: к стенам здания крепятся несущие деревянные балки, затем по ним монтируется обрешетка, на которую впоследствии закрепляют черновой отделочный материал. Перекрытие по деревянным балкам обязательно тепло- и звукоизолируется. Также, если это предусмотрено планом, в черновом потолке прокладываются те или иные элементы коммуникации.

Многие строители очень часто задаются вопросом: чем подшить потолок по деревянным балкам? Разумеется, в данном случае речь идет о застройщиках и строителях, которые планируют провести все работы по обустройству чернового потолка своими руками и не обладают достаточными теоретическими знаниями и практическим опытом выполнения работ по монтажу деревянных балок.

В принципе, подшить черновой потолок из балок можно абсолютно любым листовым материалом: ОСБ плитами, гипсокартоном, фанерой. Наиболее популярным является гипсокартон, поскольку он предоставляет гораздо более широкие возможности финишной отделки по сравнению с теми же плитами ОСБ.

Отдельно стоит сказать о декоративных деревянных балках. Используя такие деревянные балки можно придать потолку очень оригинальный и привлекательный вид.

На сегодняшний день купить деревянные балки, в том числе и двутавровые, не является проблемой, ведь современный рынок переполнен данной продукцией.

Однако далеко не всегда целесообразно просто купить двутавровые балки необходимых размеров – гораздо более логичным будет изготовить двутавровые деревянные балки своими руками.

Основное преимущество изготовления двутавровой балки своими руками заключается в том, что в таком случае можно получить балку любых размеров и любой прочности.

Детально о том, как изготовить двутавровую балку своими руками, рассказано в видео ниже:

Если вам под силу произвести обустройство перекрытия по деревянным балкам своими руками, перед тем как покупать материал и производить монтажные работы следует выполнить соответствующие расчеты.

Для расчета размеров будущего перекрытия и расчета размеров необходимых деревянных балок лучше всего воспользоваться специальным онлайн-калькулятором.

Данный калькулятор является профессиональным, то есть он работает по формулам, которыми пользуются профессиональные строители при расчетах балок для перекрытий.

Важный момент: с целью исключения ошибок в расчетах рекомендуем вам воспользоваться представленным калькулятором два-три раза. Во всех случаях результаты расчетов балок, выдаваемые калькулятором, должны совпадать.

Источник: http://domavir.com/materialy/drevesnye/dvutavrovye-derevyannye-balki-perekrytiya.html

Балка двутавровая – размеры и вес: металлические и деревянные, преимущества и недостатки

Двутавровая балка или просто двутавр – это один из наиболее востребованных в строительстве вид металлопрокатной или деревообрабатывающей продукции. Прежде всего, она предназначается для возведения основы конструкции (каркаса), которая будет являться залогом прочности всего сооружения.

Она представляет собой стальной или деревянный профиль, в разрезе имеющий Н-образную форму. Благодаря такому сечению она способна выдерживать более высокие нагрузки при меньшем весе и стоимости. Это объясняет высокую популярность этого материала в строительстве.

Любые металлические двутавры изготавливаются в строгом соответствии с требованиями ГОСТ и ТУ, поэтому они имеют регламентированную форму и состав. Благодаря этому, имея нужную документацию, можно легко рассчитать необходимые размеры и параметры двутавров, необходимых для конкретной конструкции.

Геометрическими характеристиками являются:

Высота – это расстояние между двумя плоскими площадками, называемыми полками, в сечении двутаврового профиля.
Ширина – это длина полок двутавра.
Толщина стенки – это толщина средней плоскости находящейся между полками. Этот параметр является одним из наиболее важных, так как от толщины стенки напрямую зависит несущая способность и прочность двутавра.
Средняя толщина полки. Полки двутавра не прямоугольные, а имеют неправильную форму. К концам полки они сужаются, а в середине полки, к месту примыкания ее к стенке, расширяются вовнутрь. Поэтому средняя толщина полки рассчитывается по следующей формуле: ширина полки минус толщина стенки деленная на четыре.
Радиус внутреннего закругления – это параметр закругления полки в месте ее примыкание к стенке. Благодаря тому, что полка примыкает к стенке не под прямым углом, а по радиусу возрастают ее прочностные характеристики. Радиус закругления полки. Так как на концах полки не требуется такая толщина и основная нагрузка идет к центру балки на стенку, то полки двутавра сужаются по радиусу.
Уклон внутренней части полки. Полка также может идти под определенным углом по внутренней части, расширяясь к центру.

От этих параметров напрямую зависят технические характеристики двутавра, поэтому все они прописаны в ГОСТе и должны быть выполнены в строгом соответствии с ними.

Особенности

Главная особенность двутавра – это ее форма. Благодаря ей он обладает уникальными физическими и техническими характеристиками. Такая форма весьма удобна в использование – ведь она имеет две параллельные плоские грани (полки).

Поэтому ее применение весьма широко. Она применяется как при возведении вертикальных (опоры, стены), так и горизонтальных конструкций (перекрытия). Еще одной особенностью двутавра, зависящей от формы, являются ее физические характеристики.

Она обладает высокими показателями прочности к динамическим и статическим нагрузкам.

К примеру, металлический двутавр в семь раз прочнее и в 30 раз жестче, чем аналогичный по весу прямоугольный или квадратный профиль.

А ее жесткость напрямую зависит от длины и толщины стенки.

Назначение

Металлические двутавровые балки являются основой многих современных конструкций. Они широко применялись в прошлые века, заслужив надежную репутацию. Поэтому их применение можно встретить практически повсеместно.

Они используются при строительстве жилых, производственных и коммерческих помещений, ангаров, различных технических сооружений, машиностроении, автомобилестроении, вагоностроении и так далее.

Благодаря высоким показателям прочности, стойкости к динамическим нагрузкам и несущей способности они также применяются:

при возведении опор сооружений с высокой нагрузкой (башни, высотные здания, площадки и так далее);
в строительстве железнодорожных и автомобильных мостов;
в горнодобывающей промышленности, при строительстве шахт.

Преимущества и недостатки

Прежде всего, следует сказать, что по методу производства различают сварные и горячекатаные двутавровые металлические балки. Горячекатаные изготавливаются путем проката стали и придания металлической болванке двутавровой формы.

Сварные получаются путем сваривания трех отдельных плоских элементов, образующих стенку и полки. Каждая из них обладает своими преимуществами и недостатками.

Достоинствами горячекатаной являются:

монолитность;
отсутствие швов;
простота и дешевизна производства.

Вследствие чего она обладает более высокими показателями прочности и надежности.

К недостаткам горячекатаной можно отнести:

Большая толщина стенок. Из-за утолщенности стенок увеличивается масса самого двутавра, а вследствие и всей конструкции в целом. Что может привести к увеличению расходов при строительстве (к примеру, при заливке фундамента, армированного пояса).
Ограниченность размеров. На российских заводах выпускаются балки с шириной полки не более 400 миллиметров. К тому же выпускаются они определенной длины – 12 метров. И если, к примеру, нужна балка меньшего размера, то придется отрезать лишнее и выбрасывать в отходы. В таком случае ее стоимость возрастает.
Возможность производства только на крупных предприятиях. Если стройка находится в городе, где расположен такой завод, то это плюс. Но если нет – то в стоимость монолитной балки включаются и транспортные расходы.

Несомненными плюсами сварных является:

Возможность подобрать нужные размеры. Благодаря этому можно заказать балку нужной длины, шириной полки и высотой стенки. Вследствие чего клиент платит только за то, что ему нужно и практически любых размеров.
Дополнительные конструкционные особенности. В зависимости от требований заказчика сварная балка может быть изготовлена с разными полками, фланцевыми соединениями, дополнительно усилена ребрами жесткости, перфорирована и иметь биметаллический состав.
Относительно легкий вес. Сварная балка является более легкой конструкцией, что позволяет сэкономить дополнительные денежные средства при фундаментных работах и возведении стен.

Недостатками сварной являются:

Наличие швов. Это существенно снижает прочность конструкции. Тем более если сварка имеет дефект. Но при необходимости она может быть усилена ребрами жесткости.
Использование дополнительных деталей для усиления. Использование арматуры или другого материала при создании ребер жесткости приводит к дополнительным затратам денег и времени, что приводит к увеличению стоимости.

Разновидности

Как уже говорилось, двутавровые металлические балки различаются по методу производства: горячекатаные и сварные.

Они также различаются и по основным геометрическим параметрам (высота стенки, ширина полок, толщина полок и стенки, внутренний и внешний радиусы или уклон внутренней стороны полки).

В соответствии с этими параметрами различают следующие виды балок:

нормальные (обозначаются Б и ДБ);
широкополочные (Ш или ДШ);
узкие (У);
колонные (К);
монорельсовые или мостовые (М);
специальные строительные (С);
дополнительные (Д).

Размеры и вес

Так как все двутавры выпускаются в соответствии с государственными стандартами, то всем металлопрокатным балкам присваиваются номера 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 40, 45, 50, 55, 60. Каждому номеру соответствует определенная балка с конкретными размерами и весом.

К примеру, балка с номером 10 имеет следующие параметры:

высота – 100 мм;
ширина – 55 мм;
толщина стенки – 4,5 мм;
средняя толщина стенки – 7,2 мм;
радиус внутреннего закругления – 7 мм;
радиус закругления полки – 2,5 мм;
вес одного погонного метра – 9,64 кг.

А вот с номером 60 будет иметь уже следующие параметры:

высота – 600 мм;
ширина – 190 мм;
толщина стенки – 12 мм;
средняя толщина стенки – 17,8 мм;
радиус внутреннего закругления – 20 мм;
радиус закругления полки – 8 мм;
вес одного погонного метра – 108 кг.

Таблица размеров и веса металлических двутавровых балок

Деревянные балки

Деревянные двутавры имеют аналогичную металлическим форму, но все же, отличаются от них геометрически. Они состоят из двух прямоугольных деревянных брусков (полки) и ОСП плиты (стенка). Иногда в качестве материала для стенки используют фанеру или брус.

Главной отличительной особенностью деревянных двутавровых балок является сочетание прочности и легкости. По сравнению с обычными деревянными двутавровые при одинаковом весе способны выдержать гораздо большую нагрузку.

Благодаря чему вся конструкция заметно облегчается.

Деревянный двутавр, в основном, используется при строительстве частных каркасных и каркасно-панельных домов.

Так же они применяются при строительстве перегородок, мансард и при кровельных работах.

Преимущества деревянных двутавровых балок:

прочность;
жесткость;
легкость;
влагостойкость;
правильная геометрия;
простота монтажа;
низкая теплопроводность.

Недостатки деревянных двутавров:

в сравнении со стальными уступают им в прочности;
в России нет нормативов по применению ОСП (производитель может использовать вместо влагостойкой обычную).

Размеры и вес

Благодаря легкости обработки используемых материалов размеры балок могут быть практически любыми. Это относится и к высоте и толщине стенки, ширине и толщине полок. А вот максимальная длина балки может быть не более 16 метров.

Причем длиннее 8 метров рекомендуется укладывать как минимум на три опоры. Вес ее зависит от тех материалов из которых она сделана (ОСП плита, фанера, различные породы дерева). В основном он варьируется от 3,5 до 10 килограмм на погонный метр.

Самостоятельное изготовление

При умении пользоваться сварочным аппаратом возможно изготовление двутавров из стали. Главное, чтобы все швы свариваемых поверхностей были выполнены качественно, тогда балка будет надежной и прослужит не одно десятилетие.

Процесс изготовления балки из стали выглядит следующим образом:

Расчет необходимой толщины стенки и полок исходя из требуемых прочностных характеристик. Это можно сделать, используя данные для заводских балок. Но следует сделать скидку на качество стали и сварочного шва.
Раскрой стальных листов по заданным размерам.
Сварка самой балки. Этот процесс является наиболее ответственным. Ведь от качества шва зависит прочность, а от точности соблюдения прямого угла ровность поверхностей полок.
Приваривание к готовому двутавру арматуры или стальных пластин в качестве ребер жесткости.
Обработка швов от окалины и обработка метала грунтовкой и краской.

Если же нет навыка сварки или не требуется столь большая прочность, то можно сделать и деревянные двутавры. К тому же, их изготовление гораздо проще и не требует особых навыков.

Для этого вам понадобятся:

Деревянные бруски – они будут выполнять роль полок;
ОСП плита или фанера (10-20мм) – они пойдут на стенку. Лучше брать влагостойкие материалы – это позволит избежать проблем в будущем. Если же требуется стенка большей толщины, то можно листы склеить между собой и дополнительно укрепить саморезами. Главное не крутить много саморезов в одно место – это ослабит конструкцию.

Процесс изготовления такой балки проходит в несколько этапов:

подбор материалов;
распил (главное соблюсти правильную геометрию);
сборка с помощь специального клея и крепежных элементов;
обработка специальными пропитками или покраска.

Межэтажные перекрытия из деревянных двутавровых балок

Стыковка

Стальные балки чаще всего скрепляются между собой сваркой, но это не всегда применимо. Помимо сворки также применяют болтовое соединение либо клепочное. При необходимости места стыковки дополнительно усиливают стальными пластинами.

Для стыковки деревянных двутавровых балок чаще всего применяют винтовое соединение в совокупности со стальными уголками. Реже такое соединение осуществляется с помощью специальных скоб.

Блиц-советы

При выборе любых двутавров, будь то металлические или деревянные следует отнестись серьезно к выбору производителя.
При покупке деревянных двутавров следует обратить внимание, являются ли используемые материалы влагостойкими и обработаны ли они от паразитов и гнили.
Нужно требовать сертификат качества и обязательно выяснить по поводу гарантии.

Источник: http://orcmaster.com/stroitelstvo/karkas/balka-dvutavrovaya.html

Двутавр: виды, производство и применение

Двутавр – это изделие из металла, имеющее особый профиль. Его производят из углеродистых и низколегированных марок сталей. Сфера распространения этого металлического проката огромна. Но чаще всего его можно видеть на строительной площадке, судостроении и мостостроении. Из него делают балки для потолочного перекрытия и используют там, где конструкции необходимо придать жесткость.

Виды и сфера использования

Иногда, описываемое металлическое изделие называют двутавровым швеллером. Но это не совсем правильно. Дело в том, что швеллер имеет П-образную форму. Тогда как у двутавра форма напоминает букву – Н. Такое изделие в разрезе похоже на два швеллера, скрепленные между собой.

Изготавливают такой вид проката двумя способами. Самым распространенным является горячекатаный способ. Придание необходимой формы производится на специальных станах. Через которые пропускают разогретую до нужной температуры заготовку. А также такие элементы металлоконструкций изготавливаются сварным способом.

Достоинствами горячекатаного проката являются быстрота производства и получение изделия без сварочных швов. Такие строительные детали устойчивы к различным воздействиям и их можно использовать без дополнительных ребер жесткости и других подобных конструктивных элементов.

С помощью такого вида проката решается сразу несколько проблем, возникающих во время строительства. Главным преимуществом является то, что форма этого профиля позволяет снизить массу конструкции. При этом прочность не только не уменьшиться, но и, напротив, станет больше. Если сравнить двутавр и классическую металлическую балку, то первый в прочности значительно выигрывает.

В основном в промышленности и строительстве применяют двутавры стальные. Для их производства применяют углеродистые или низколегированные стали. Оба типа этой стали хорошо свариваются, но отличаются несколькими параметрами.

Например, низколегированная сталь марки 09Г2С, обладает хорошей свариваемостью и отличается тем, что конструкции из нее изготовленные могут работать при температуре — 45 и ниже.

Это позволяет выполнять конструкции, которые должны работать на севере и Арктике.

Где используется?

Двутавровая балка (ГОСТ 8239–89) используется в возведении промышленных, общественных и гражданских сооружений. Такой вид металлопроката применяется в качестве элемента:

Эстакад.
Кровли.
Колонн и опор.
Перекрытий.

Несущие конструктивные элементы зданий, использующие двутавровые изделия, хорошо себя зарекомендовали в промышленном строительстве. Его используют не только при возведении зданий из железобетона, металлоконструкций или различных блоков, но и при строительстве деревянных сооружений.

Такие строительные элементы целесообразно использовать при пролетах больше 7 метров. То есть такого расстояния, когда бетонные конструкции могут не выдержать предполагаемых нагрузок.

При использовании такого вида стального проката можно облегчить массу сооружения. Что позволяет сократить затраты на строительство. Прочность расположенных рядом двутавровых балок суммируется, а размещенных друг на другом увеличивается в четыре раза.

При выборе такого материала для строительства необходимо учесть следующие параметры конструкции:

Высота. Расстояние между двумя полками Н-профиля.
Ширина. Расстояние от основания до конца полки.
Толщина стенок. Этот параметр рассчитывается по основанию изделия (часть между полками). От толщины стенки зависит несущая способно и прочность.
Средняя толщина полки. Так как полки горячекатаного двутавра сужаются к основанию, то при расчетах используют среднюю толщину полки. Для этого от ширины полки отнимают толщину стенки и делят на 4.
Радиус внутреннего закругления. Образованное с помощью примыкания полки закругление. Берет на себя большую нагрузку. Он него зависит прочность и жесткость изделия.
Полка примыкает к стенке не под прямым углом. Радиус, образованный в месте примыкания, увеличивает прочность изделия.

Производятся такие виды стального проката по разработанным нормативным документам. В них прописываются требования к химическому составу материала, параметрам и допустимым отклонениям от нормы. Существует несколько видов таких изделий, что существенно расширяет сферу их использования.

Изготовления такого стального проката происходит по ГОСТу 8239—89. В этом нормативном документе указывается расстояние между полками и высота стенок. Это указывается в маркировки материала. Из нее так же можно узнать:

Расположение (уклон) внутренних граней.
Способ производства (раскатка на стане или сварка).
Прочность (обычная или повышенная).

Обозначение двутавровых балок

В конструкторской документации для обозначения двутавров применяют следующую надпись:

Что можно понять из этого обозначения?

В конструкции должен быть использован двутавр нормальный.
Высота которого равна 100 мм.
Для его изготовления была использована сталь Ст3сп 4 ГОСТ 535—2005.

Сортамент двутавров

У классического двутаврового профиля (ГОСТ 8239-89) уклон внутренних граней — 6—12%:

Широкополочные двутавры изготавливаются по ГОСТ 26020-83. Такой прокат с параллельным расположением полок делится на:

Нормальные балочные. Маркируются буквой «Б». Они выпускаются с высотой до 1 метра и шириной до 320 мм. Считаются универсальными.
Широкополочные. Маркируются буквой «Ш». Высота до 1 метра, ширина до 400 мм. Используются в конструкциях лестниц и перекрытий мостов.
Колонные. Маркируются буквой «К». Ширина полки не сильно отличается от высоты профиля. Имеют увеличенные по толщине полки.
Дополнительные. Маркируются буквой «Д». Ширина может быть в диапазоне этого показателя у широкополочных и нормальных двутавров. Применяется для строительства особых конструкций.

Производители такого проката выпускают его с длиной до 12 м. Но технически, можно осуществить выпуск балок большей длины.

Сварные изделия такого типа производятся согласно ТУ У 01412851.001—95. Согласно этому нормативному документу существует несколько видов таких материалов. Они делятся по используемой стали и высоте профиля.

Что надо учитывать при расчёте двутавровой балки

Для минимизации отходов и облегчения конструкции необходимо грамотно выполнить расчет. Такие расчеты можно выполнить самостоятельно, а можно заказать в проектном бюро.

Расчет выполняют на основании следующих данных:

длина пролета, в котором планируется использовать балку;
размер нагрузки — нормативной и расчетной;
расчетное сопротивление, по умолчанию его принимают равным 210 МПа;
необходимо рассчитать момент осевого сопротивления.

Но, проектировщик должен учитывать и то, что двутавровые балки очень плохо работают на скручивание, в сравнении с балкой круглого сечения.

Производство сварного двутавра

Сварные изделия производятся из листового металла. Качество готовой балки зависит от используемого для ее производства сварного оборудования. Во время производства проводятся следующие операции:

Раскройка стальных листов на станках с ЧПУ (реже для этого используется оборудование для термической резки).
Сварка заготовок на автоматизированных линиях с использованием гидравлических прижимов.
Правка изделия для придания прописанной геометрии.

Использование сварки при производстве таких металлических изделий позволяет изготовить балки с различной шириной и толщиной полок. Заказчик может получить сварной двутавр определенной длины, с уже готовыми для крепежа конструкции отверстиями и вырезами.

Двутавровые швеллеры обладают универсальными характеристиками:

Оптимальная для расхода материала форма.
Высокие показатели по прочности.
Параметры прописаны в стандартах и ТУ.

Недостатками горячекатаных металлоконструкций такого рода являются:

Низкая устойчивость к скручиванию (этот показатель по сравнению с балкой круглого сечения ниже в 400 раз).
Сложность изготовления больших размеров и их дефицит на рынке.
Большая металлоемкость производства.

Большинство размеров горячекатаных двутавров можно приобрести в день покупки. Сварные элементы чаще всего производятся под заказ. Поэтому приходится выжидать время пока изготовитель закончит работу над вашими балками.

В каких элементах конструкции применяется?

Такие металлические изделия с каждым днем открывают новую сферу использования. Спрос на них побудит производителей совершенствовать процесс создания балок. Сегодня они используются не только в многоэтажном, но и в частном строительстве.

Двутавровые конструкции хорошо переносят сопротивление на изгиб. Их целесообразно включать в конструкции несущих элементов:

Колонн.
Элементов перекрытия.
Подвесных путей.
Конструкции рам вагонов, автомобилей и специальной техники.
Каркаса шахт и тоннелей.

В конструкциях средненагруженных ферм используется широкополочный двутавр. Для того чтобы снизить себестоимость постройки без уменьшения прочности сооружения необходим точный расчет и выбор балок. Доверить такую процедуру необходимо профильным архитектурным или конструкторским фирмам. Специалисты этих бюро проведут расчет согласно:

Нормативной нагрузке (используется соответствующий ГОСТ).
Количества элементов, использующихся в одной балке.
Усредненное значение сопротивления (согласно марке стали).

При использовании перекрытий из балок такого профиля в качестве опоры служат железобетонные, металлические или кирпичные колонны и стены. Монтаж опалубки и возведение опор производится с использованием измерительного оборудования. Двутавры монтируются на опоры так, чтобы они заходили на опору минимум на 20 см.

При необходимости стыковки элементов используется требование СП 16.13330.2011. В нем прописывается три способа такой процедуры:

Сваркой встык заранее профрезерованных торцов.
Накладок на болтовых или сварки.
Фланцев и болтов.

Двутавровая балка соединяется с колонной болтами. Установка производится с помощью временных соединений, которые затем заменяются основными. После установки такой балки ее необходимо защитить от коррозии.

Для этого используются специальные лакокрасочные составы. Пока основное крепление не будет установлено, эксплуатировать балку запрещено.

Конструкции с использованием таких элементов отличаются высокой надежностью и долговечностью.

Немного экономики

В странах бывшего СССР работает порядка 20 производств, которые заняты на производстве металлопроката. Следует отметить, что на долю двутавровых балок приходится более половины номенклатуры, выпускаемой продукции. Это вызвано тем, что именно двутавры обладают универсальными параметрами, в отличие от других форм. Кроме того, они обладают более оптимальной формой с точки раскроя.

Это позволяет снизить расходы на производство металлических конструкций.

Источник: https://ssopromat.ru/dvutavr/