Двутавр деревянный, алюминиевый: момент инерции, сопротивления широкополосного и колонного двутавра. Размеры и вес двутавровых балок

Балка двутавровая металлическая, именуемая в обиходе двутавр, относится к фасонному металлопрокату. Она имеет Н-образный профиль, напоминающий в разрезе букву Т. Благодаря своей конструкции, этот вид металлопроката обладает особенной прочностью и способен выдерживать большие нагрузки.

Мощность таких конструкций зависит от размера и толщины стенки, марки стали, из которой их изготовили, других важных показателей. Такой металлический производят из углеродистой или низколегированной стали. Его цена за тонну устанавливается, исходя из способа производства, химического состава стали, производителя и др.

В конце статьи можно скачать тексты ГОСТ 8239-89 Двутавры стальные горячекатаные, ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности, ГОСТ 19425-74 Балки двутавровые и швеллеры стальные специальные.

Виды

Двутавровые профили имеют разную высоту, уклон, толщину стенки. Их изготавливают горячекатаным или сварным способом. Все модификации этих металлоизделий соответствуют требованиям определенных ГОСТов и ТУ. В связи с этим различают:

• нормальные двутавровые профили, которые обозначают буквами Б или ДБ;
• широкополочные (имеют обозначение Ш или ДШ);
• колонные (обозначают К);
• дополнительную серию (имеет обозначение Д) ;
• специальную строительную (обозначается С, в том числе для автомобильной промышленности);
• мостовую или монорельсовую (обозначается М);
• узкую (с обозначением У).

Исходя из такой квалификации, формируется цена двутавровой балки.

От чего зависит цена двутавровая балки

Производство предлагает двутавры горячекатаные стальные, выполненные с параллельными гранями полок и с определенным уклоном граней.

Цена двутавровой балки, выполненной горячекатаным или сварным способом, немного отличается. Кроме того, на цену влияет:

• марка стали;
• мерность или немерность металлоизделий;
• завод-производитель;
• вес получаемой партии металла и др.

ГОСТ двутавровой балки

ГОСТ двутавровой балки регламентирует ее производство с разными параметрами. ГОСТ 8239-89, ГОСТ 535-88 и ГОСТ 19281-89 относят к основным регламентирующим документам. Для определенных видов балок имеются другие ГОСТы и ТУ, указывающие на соответствие производства определенным требованиям.

Востребованность

балки двутавровые нормальные, таблица

балка широкополочная двутавровая стальная, таблица


двутавр с уклоном внутренних граней полок, таблица

колонные двутавры, таблица

Размеры

Двутавровые балки ГОСТ 8239 выпускают с размерами от 10 до 100. Размер определяет высоту в сантиметрах. 10-й двутавр имеет высоту 10 см, полку – 55мм, толщину полки 4,5мм. При этом вес одного метра такой конструкции будет 9,460 кг. Одна 6-метровая штанга такого металлического изделия будет весить 57 кг. В 1-й тонне металлопроката — чуть более 17-ти метров балки 10-го размера. Эти показатели имеются в специальных справочных таблицах. Ходовыми размерами обладает стальной профиль 10-го, 18-го, 20-го, 30-го размеров. В огромных конструкциях масштабного , мостостроения, возведения плотин, электростанций применяют мощные профили 80-го или 100-го размера. По особым заявкам возможно изготовление двутавровых профилей больших размеров и определенных требований. Двутавровая балка, цена на такие металлоизделия, изготовленные по заказу, определяется по договору.

Применение

Применение металлических балок весьма разнообразное. Самое главное их предназначение связано со строительными отраслями. Кроме этого такие металлоизделия используют в:

• машиностроении;
• автомобилестроении;
• вагоностроении;
• металлургической отрасли;
• сельском и народном хозяйстве;
• горной и добывающей промышленности.

Из этих устанавливают перекрытия для объектов промышленного и гражданского строительства, массивные колонны, опоры мостов, подвесные пути и другое. Специальные профиля широко применяют при строительстве и реконструкции гидроэлектростанций, станций метрополитена, при армировании стволов в шахте.

Полные тексты ГОСТов в формате PDF можно скачать по нижеприведенным ссылкам. Двутавры стальные горячекатаные, Прокат из стали повышенной прочности, Балки двутавровые и швеллеры стальные специальные.

Основой любой крыши является стропильная система. В классическом исполнении она изготавливается из деревянных балок и бруса. Принцип устройства крыши из металлического каркаса аналогичен деревянному – стропила, мауэрлат, прогоны, растяжки. Для стропильных систем из стали широко применяют двутавры, швеллер и другие формы профилей. Для выбора необходимых профилей для строительства используют сортамент двутавра – азбуку каждого строителя.

Форма двутавра напоминает букву «Н». Его особенности: прочность в семь раз превосходит подобную площадь сечения балки квадратного профиля, показатели жесткости выше в тридцать раз. Имеет открытое сечение, поэтому устойчивость к скручиванию в сотни раз меньше, чем у профилей с закрытым сечением.

Сортамент двутавра – справочник различных стандартных профилей, элементов из черного проката или дерева по маркам, размерам и другим техническим характеристикам.

Сортамент двутавров по ГОСТ

Производители стандартных стальных изделий предоставляют потребителю свои сортаменты, содержащие основные параметры: толщина стенок, вес, марка металла, способ производства и необходимые для расчетов характеристики. Профили двутаврового сечения, имеющие параллельные грани полок, по форме профиля бывают:

• нормальные (Б);
• широкополочные (Ш);
• колонные (К).

Формы профилей двутавра из стали

В таблицах ГОСТ предоставлены основные параметры и все допустимые размеры. Комплексность всех показателей, объединенных в списки по видам профилей, – это и есть сортамент двутавровых балок.

Основная часть двутавра – балка, являющаяся брусом горизонтальным или наклонным, который работает на изгиб.

Его расчетные данные по прочности и качеству обусловлены следующими параметрами:

• площадь сечения;
• форма поперечного сечения;
• длина;
• материал изготовления;
• способ установки.

При подборе двутаврового профиля, основываясь на поставленную задачу и проектную документацию, по расчетным характеристикам подбирают необходимое изделие. Расчет производится инженером-конструктором по формулам и таблицам сортамента, приблизительный выбор недопустим.

Металлические двутавры производят из низколегированных сталей, они обладают улучшенными механическими качествами, коррозионной стойкостью. У изготовленных из углеродистых сталей профилей – невысокий модуль упругости и более низкая стоимость. Стальных двутавров существует два типа:

• сортамент широкополочных двутавров подразделяется на типы: балочные и колонные;
• мостовой сортамент (у которых есть уклон полочных граней).

Как в каркасе крыши используют двутавровые балки

При строительстве стропильной системы из древесины существенно усложняется конструкция и увеличивается возможность ошибок при монтаже. В то время как каркас из металлических профилей позволяет миновать недочеты, особенно при возведении многоуровневых крыш. Стропильные системы из стали обладают значительной прочностью и повышают надежность возводимой конструкции.

Чертеж двутавра деревянного

Может ли мауэрлат быть металлическим

Зачастую, мауэрлат – это деталь конструкции кровли из деревянного бруса, расположенная вдоль по периметру стены здания для последующего прикрепления стропильной конструкции. Применяя металлические изделия при изготовлении кровельного каркаса, мауэрлат чаще всего проектируют из двутавровой балки. Она устанавливается поверх возведенных стен, выполняя связующую роль между стеной и крышей.

В чердачных крышах прогоны опираются на торцевые или внутренние несущие стены, распределяя нагрузку от веса крыши на стены здания. Сплошные прогоны изготовляют в основном из прокатного швеллера и двутавра.

Чем привлекательны стальные стропила

Стропила представляют собой наклонные балки. В промышленном строительстве, возведении высотных многоквартирных зданий, каркасы крыш выполняют преимущественно не из деревянных изделий. Стропильные системы производят из профильного металла, в том числе двутавровые разных видов. Стальные стропила имеют ряд преимуществ, а именно:

монтаж в любую погоду;

стойкость к коррозии и поражению насекомыми и грибком;

быстрая установка;

применение любого кровельного материала.

Стальные двутавры, ГОСТ 8239

В чердачных крышах стропила опираются на прогоны, а те в свою очередь – на торцевые или внутренние несущие стены, распределяя нагрузку от веса крыши на стены здания. Сплошные прогоны изготавливают в основном из прокатного швеллера и двутавра.

Обзор сортамента двутавровых балок

Сортамент двутавров описывает мужество сортов, видов и размеров. Чтобы ориентироваться в справочнике, необходимо изучить терминологию и обозначения.

Важные сведения о нормальной балке (Б)

Балка двутавровая в сортаменте (нормальная) означает профиль для перекрытий со средней нагрузкой. Толщина стенок небольшая, может даже достигать 1/55 высоты самого изделия, сечение тем лучше будет работать на изгиб, чем тоньше окажется стенка. Жесткость таких конструкций сравнительно невысокая, из-за этого их длина не может превосходить 19 м. Высота – 100-1000 мм, толщина стенок – 55-300 мм, ширина полок – 4,1- 15,5 мм.

Применение:

• 20 Б1 – несущие элементы перекрытий;
• 16 Б1 – для вспомогательных укреплений металлоконструкций;
• 30 Б1 – опоры и перекрытия зданий, направляющие для кранов;
• 12 Б1 и 18 Б1 – распределение нагрузок;
• 40 Б1 и 45 Б1 – при сооружении мостов, складов и прочих объектов.

Преимущества: простота монтажа, прочные швеллера того же размера; 70 Б1, 90 Б1, 100 Б1 используются для перекрытия больших пролетов.

Двутавр в индивидуальном строительстве

Каркас промышленного здания с применением Б1

Особенности широкополочных стальных балок

Двутавры широкополочные в сортаменте представлены изделиями, в которых ширина полки относится к высоте балочного профиля в пределах 0,4-0,6. Их характеристики прочности выше, чем у нормальной балки (Б). Толщина – 9-36.5 мм; высота –193-718 мм; ширина – 150-320 мм. Мощность сечения, параллельность граней полок делают возможным их применение как независимого элемента (колонны, балки, стержни ферм).

Подкровельная конструкция с применением двутавра (Ш)

Особенности разрезного профиля: облегченный вес, равные значения веса и высоты, монтаж в один пролет. Преимущества: легкость монтажа, слабая восприимчивость к осадкам опор. Недостаток: расход металла больше на 10-12%. Из балок (Ш) получают тавровые профили (БТ), (ШТ), (КТ), которые практичны в решетчатых конструкциях.

Особенности неразрезных профилей: устанавливаются одновременно на несколько шагов опор. Отношение высоты к ширине полки: 1 к 2,5 – 1 к 1,16. Полки с добавленной шириной гарантируют особую устойчивость, в связи с этим, неразрезные изделия разрешается устанавливать без дополнительных элементов как самостоятельные, что приводит к сокращению объема работ, то есть, к убавлению затрат.

Сортамент широкополочных балок

Область применения профиля (Ш) и его преимущества:

• возведение несущих конструкций;
• строительство военных и промышленных объектов;
• отсутствие промежуточных креплений при монтаже;
• высокопрочные;
• большой ассортимент профилей по ГОСТ, от 20 до 70.

Сортамент широкополочного двутавра определяет ГОСТ 26020-81.

Знакомство с колонным профилем

Балка колонная – модификация двутаврового стального профиля с усиленным Н-образным сечением, ее прочность зависит от формы и площади поперечного сечения, длины изделия и марки стали. Это конструкция из двух параллельных стальных граней, соединенных по всей длине. Ширина – 200-400 мм, толщина соединительной полки – до 23 см.

Опора конструкции крыши на колонные двутавры

Отличительной особенностью колонных балок являются укрупненные размеры – ширина и толщина боковых граней, а также утолщенная соединительная полка между ними. В сортамент входят:

• профили разной толщины;
• изделия с неодинаковым углом наклона полок по отношению к внутреннему ребру жесткости.

Подробные характеристики содержатся в сортаменте колонных двутавров – ГОСТ 26020-83.

Сортамент колонных двутавров

Колонные балки применяются:

• для возведения промышленных зданий, ангаров, крупнопанельных административных объектов;
• строительства стадионов, мостов и опор;
• при больших пролетах и высоких крановых нагрузках;
• в качестве несущих элементов сооружений, за счет большой толщины стенок.

Достоинства: повышенная устойчивость и прочность, стойкость к атмосферному влиянию, высокие противопожарные свойства.

Двутавровые деревянные балки – классика каркаса крыши

Двутавровые балки бывают не только стальные, но и деревянные, изготавливаемые из сухих калиброванных материалов. Деревянные двутавры применяют при возведении малоэтажных зданий и каркасных домов. Высокая удельная прочность позволяет эксплуатировать их в длинных пролетах. У деревянных двутавров отсутствует изгибающий момент. Конструктивно балка состоит из полки OSB и деревянного бруска. Такие стропильные системы популярны, надежны, привлекательны простотой установки и ценой.

Сортамент балок деревянных

Двутавр деревянный универсален в применении, это каркасное строительство, мансарды, перекрытия, стропильные системы.

Большая несущая способность позволяет применять его при большепролетных перекрытиях, возможность их монтажа до 13,5 м без опор. Конструкции из таких балок не вибрируют и не прогибаются, они надежны, легки и долговечны. Такая балка часто применяется как стропила для каркасов крыш. Они не скручиваются, не деформируются и не изгибаются. Основные преимущества:

• простота и высокая скорость монтажа;
• высокая удельная прочность;
• небольшая масса;
• низкая теплопроводность;
• экологичность;
• бесшумность;
• экономия средств и трудозатрат.

Стропила из деревянных двутавров

Еще на стадии проектирования необходимо определиться с выбором материала двутавра для крыши.

Зачастую деревянные двутавровые балки – более экономичный вариант. Вдобавок они проще устанавливаются, чем металлические. Но их механическая прочность мала, поэтому нужны балки с большим сечением. Деревянные балки, в отличие от стальных, не пожароустойчивы и более подвержены повреждениям насекомыми и грибкам.

Учесть все нюансы и разобраться в сортаменте двутавров самостоятельно очень сложно, только инженеры, после проведенных расчетов, помогут вам принять окончательное решение.

Видео: деревянный двутавр своими руками

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;

Этот показатель больше, недели у других балок прямоугольной, квадратной формы, что увеличит общее сопротивление конструкции к изгибающим нагрузкам.

• статический момент инерции двутавра;
• радиус инерции.

Эти характеристики можно найти в справочных таблицах. Кроме того, существуют специальные формулы и программы для расчетов.

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).

Строго запрещено сбрасывание балок при погрузке/транспортировке/разгрузке.

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

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:

1. Раскрой штипса.
2. Правка штипса.
3. 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.

В случае пожара балки из металла начнут плавиться и гнуться. Поэтому их нужно покрыть теплоизоляцией и базальтовыми плитами.

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).

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/м 2), эксплуатационную (временную) нагрузку (200 кг/м 2). Балки перекрытий укладываются по короткому сечению пролёта. Желательный шаг монтажа двутавра равен шагу установки стоек каркаса.

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/м 2 .

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.

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.

Металлические балки

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, 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.