Двутавр – самый востребованный тип металлопроката.

Двутавр - история и общие сведения

Конструктивный элемент поперечного сечения, геометрия которого представляет собой перевернутую букву «Н» или римскую единицу, называется двутавром. Этимологическое происхождение слова «двутавр», является производным от латинского «taurus» (тавр) — бык. Соответственно, «двутавром» принято называть балку с поперечным сечением из двух тавров (двурогая балка).

Двутавр изготавливают из дерева и металла, но сегодня речь пойдет о металлической двутавровой балке. Уже не первый век человечество озабочено развитием технологий, и металлообрабатывающая промышленность не стояла на месте. Методами исследований и экспериментов было установлено, что двутавр является самой рациональной формой поперечного сечения для элементов, работающих на изгиб, т.е. для балочных конструкций.

Точной датой изготовления первой металлической двутавровой балки историки не располагают, но доподлинно известно, что чуть более полутора столетия назад, балку стали производить металлургические заводы известного германского оружейника Альфреда Круппа. Несмотря на то, что основным направлением производства было изготовление казнозарядных и дульнозарядных пушек, производство двутавра не останавливалось и приносило стабильную прибыль. Несколько десятилетий Крупп обеспечивал всю Европу (кроме Франции), а также Россию, оружием и металлопрокатом.

Примерно в 1900 году появилось первое российское производство металлического двутавра. Единственный производимый тогда тип двутаврового профиля, в силу особенностей своей геометрии, мог эффективно использоваться только в качестве элементов строительства, уступая сортаментам европейских стран. К концу 30-х годов развитие металлургической отрасли поднялось на достаточно высокий уровень, чем позволило в полной мере обеспечивать потребности строительной отрасли необходимым металлопрокатом. А в конце двадцатого века, двутавровую балку стали экспортировать в Европу и Азию. 

Сфера применения стального двутавра

В сравнении с обычным тавром или уголком, двутавр отличается повышенной степенью прочности и надежности. Благодаря особой форме конструкции он способен выдерживать существенные статические и динамические нагрузки. Стальной двутавр подходит для возведения вертикальных (опоры, стеновые элементы) и горизонтальных (настилы, перекрытия) конструкций. В большей степени двутавр используется в строительстве, при возведении каркасных зданий и сооружений различного типа и назначения: производственные, общественные, административные, коммерческие, жилые.

Широко применяется в областях: машиностроения, мостостроения, судостроения, вагоностроения и автомобилестроения.

Двутавровые металлические балки идеально подходят для строительства высотных зданий, автомобильных и железнодорожных мостов. Задействуются в качестве материала для возведения опор горнодобывающих шахт и сельскохозяйственных объектов.

Оптимальные технико-эксплуатационные характеристики обеспечиваются за счет пространственной формы двутавра. Предел прочности, степень жесткости варьируются в зависимости от толщины стенок балки.

Классификация двутавровых балок

Действующие ГОСТы на сортамент балок разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований по выявлению наиболее рациональных типов фасонных профилей и частоты их градации.

Двутавр ГОСТ 8239-89	Двутавр нормальный (Б)	Двутавр широкополочный (Ш)	Двутавр колонный (К)

Классический двутавр с уклоном внутренних граней полок 6-12% (ГОСТ 8239-89) применяются главным образом в качестве элементов, работающих на изгиб, а также в составных сечениях колонн. Работа в качестве сжатых элементов (стоек, колонн) не эффективна ввиду малого момента инерции. Балки обозначаются в сортаменте по номерам, соответствующим высоте профиля в сантиметрах.

Двутавры с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93) выпускаются трех основных типоразмеров: нормальные балочные (Б), широкополочные (Ш), колонные (К). Двутавры «Б» выпускаются высотой до 1000 мм, с шириной полок до 320 мм. Двутавры «Ш» имеют высоту также до 1000 мм при максимальной ширине полок 400 мм. Двутавры «К», использование которых эффективно в колоннах зданий, имеют соотношение высоты к ширине полок 1:1 и максимальные размеры 400х400 мм.

Сварные и горячекатаные двутавровые балки

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.

Достоинства горячекатаной балки:

· монолитность;

· отсутствие швов;

· простота и дешевизна производства.

Вследствие чего она обладает более высокими показателями прочности и надежности.

Недостатки горячекатаной балки:

· Большая толщина стенок. Из-за утолщенности стенок увеличивается масса самого двутавра, а вследствие и всей конструкции в целом.

· 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, что увеличивает ее стоимость.

· Возможность производства стальной горячекатаной балки только на крупных предприятиях. Соответственно стоимость балки возрастает за счет транспортировки в населенные пункты, где нет производящих ее предприятий.

Плюсами сварных является:

· Возможность подобрать нужные размеры. Благодаря этому, можно заказать балку нужной длины, шириной полки и высотой стенки. Вследствие чего заказчик 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.

· Использование дополнительных деталей для усиления. Использование арматуры или другого материала при создании ребер жесткости приводит к дополнительным затратам денег и времени, соответственно увеличивая стоимость.

Расчет потребности двутавровых балок

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.

Подробнее ознакомиться с ГОСТами или скачать требуемый, Вы можете на нашем сайте, в разделе Справочник.

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.

При определении количества необходимого для различных конструкций материала, выбора способа транспортировки необходимо знать соотношение размеров и массы двутавровых балок. Необходимость перевода одной величины в другую возникает так же при разработке проектной документации.

На сайтах металлопроизводителей можно найти он-лайн калькуляторы для необходимых расчетов, но многие специалисты предпочитают пользоваться справочными данными, указанными в соответствующих государственных стандартах.

Для определения размеров горячекатаных стальных двутавров, вы можете воспользоваться таблицей, приведенной ниже.

Купить двутавровую балку в Новосибирске, Красноярске или Новокузнецке очень просто!

Позвоните и наши специалисты проконсультируют Вас, а также помогут оформить заявку.