Двутавровая балка: основные размеры, особенности использования и расчет веса (115 фото). Что такое двутавровый швеллер

Двутавровая балка — это изделие из металла с профилем, похожим на букву «Н». Бывает она разнообразных размеров: от 4 м до 12 м. Производятся двутавровые балки из низколегированной и углеродистой стали. При применении балок такого типа увеличивается общая прочность металлоконструкций. Балка двутавровая используется активно при возведении жилых домов, сооружений, и в монолитном строительстве, при выполнении несущих перекрытий.

Показатели прочности балки, зависят от нескольких характеристик:

• форма и площадь поперечного сечения;
• длина всей балки;
• материал, из которого балка изготовлена;
• способ ее фиксации.

Преимущества использования балок

• неизменные геометрические характеристики;
• значительная устойчивость к всевозможным видам нагрузок (сжатие, изгиб), и к влиянию атмосферных и механических воздействий;
• возможность применения при уменьшении на основании нагрузок.

Классификация балок

Балка, имеющая параллельные грани полок, расположенные перпендикулярно к основанию, может быть нескольких типов:

• балка нормальная (базовая) маркировка Б. Изделия такого вида используются в ветках отдельных опор и колонн. Необходимо заметить, что в месте соединения следует выполнять дополнительную фиксацию;
• балка широкополочная, маркировка Ш. В этом варианте, изделию требуется опора в одном месте либо в нескольких. В зависимости от того, какой длины балка, имеется возможность изделие подобрать для одного перекрытия, а при необходимости сразу для нескольких пролётов. Такой вид применяется в разнообразных областях строительства, и при этом не нужны специальные обработки и крепления;
• балка колонная, маркировка К. Используется активно при возведении колонн и аналогичных сооружений, например, мостов и высотных зданий. Изделия такого типа могут выдерживать существенные нагрузки. Имеют высокую степень прочности и очень большой вес.

Когда балка обладает определенным уклоном граней, то может быть:

• специальной;
• обычной — уклон грани 6 – 12 %.

Предназначается балка, имеющая уклон 12 % для того, чтобы обустраивать конструкции подвесных путей. Также имеются специальные изделия для путей подвесных, помогающие создавать абсолютно надёжные строения мостов и других перекидных конструкций, имеющих довольно большое давление на прогибе. У таких изделий по всей длине утолщённые стенки и полки. Изделия, имеющие уклон равный 16 %, предназначаются для армирования стволов в шахтах.

Пола и т. д. Существуют самые разные их типы. Наиболее прочным видом является балка двутавровая - особая конструкция, в сечении повторяющая букву «Н». Изготавливаться этот строительный материал может из металла или дерева.

Металлическая двутавровая балка

При выпуске этой разновидности проката может использоваться как углеродистая, так и низколегированная сталь. Применяются во многих сферах строительства гражданского и промышленного. Обычно этот материал используют в том случае, если необходимо придать каркасу сооружения или каким-либо его частям повышенную прочность и жесткость. Существуют балки двутавровые сварные и изготовленные методом горячего проката. Последние пользуются наибольшей популярностью.

Поимо прочности у этого материала есть и еще одно преимущество. Двутавровые очень устойчивы к температурным колебаниям. Поэтому их очень часто используют также при возведении неотапливаемых помещений.

Сфера применения

В основном размеры которой могут быть разными, используется в строительстве при возведении перекрытий промышленных и гражданских зданий. Также это вид проката часто применяют при сборке мостов и для армирования шахт. Очень широкое применение этот материл нашел в вагоностроении и автомобильной промышленности.

Виды двутавровых балок

Классифицируется этот вид проката не только по способу изготовления, но и по особенностям конструкции. Балка двутавровая может иметь как параллельные полки, так и расположенные под углом. В последнем случае прокат подразделяется на:

• специальный,
• обычный (с уклоном полок от 6 до 12%).

Специальные балки двутавровые (ГОСТ 19425-74), в свою очередь, классифицируются на:

• предназначенные для армирования стволов шахт (маркируются буквой «С»);
• используемые при изготовлении подвесных путей (буквой «М»).

Балки с параллельными полками (ГОСТ 26020-83) подразделяются на:

• нормальные (маркируются «Б»),
• широкополочные (Ш),
• колонные (К).

Также металлические двутавровые балки могут различаться по толщине полок и стенки.

Балка двутавровая: размеры

Высоту в сечении этот вид проката также может иметь разную. Этот показатель регулируется ГОСТами, и определить его можно по номеру балки. Так, материал высотой 140 мм будет промаркирован как 14С, в 360 мм - 36М и т. д.

Конкретные размеры элементов конструкции этого вида проката определяют по специальным таблицам. Из них же можно узнать вес двутавровой балки.

Условные обозначения:

• b - ширина полки,
• t - ее средняя толщина,
• S - толщина стенки,
• h - высота двутавра,
• R - радиус внутреннего закругления,
• R- радиус закругления полки.

Балки двутавровые деревянные

Эта разновидность строительного материала, как и металлическая, характеризуется повышенной прочностью и отличными эксплуатационными характеристиками. Перемычка двутавровой деревянной балки чаще всего изготавливается из фанеры или OSB, полки - из строганного пиломатериала. Существует также клееная разновидность. В этом случае в качестве ребер выступает многослойный шпон. Клееные двутавровые балки меньше подвержены гниению. Кроме того, они отличаются большей огнестойкостью.

Соединяют друг с другом двутавровые балки из дерева специальными кронштейнами. Последние состоят из параллельных металлических пластин и фиксирующего приспособления. Крепежи могут иметь разные размеры. При необходимости будет несложно подобать вариант, идеально подходящий к высоте данной конкретной балки.

Сфера использования

Используются двутавровая деревянная балка в основном при возведении каркасно-щитовых зданий. Также этот материал часто служат опорой перекрытий кирпичных, блочных и монолитных бетонных домов. Полы, уложенные на лагах этого вида, отличаются повышенной жесткостью, не скрипят и никогда не прогибаются.

При возведении крыш зданий большого размера из двутавровых балок могут изготавливаться стропила и конек. Этот относительно новый материал с успехом может заменить традиционно применяемые с этой целью металлические формы, железобетонные плиты. Обычно производитель дает гарантию на двутавровые балки на весь строк службы самого строения.

Достоинства материала

Преимуществ двутавровая деревянная балка имеет множество. Отличают этот материал такие качества, как:

• Прочность. Двутавровые балки можно устанавливать в очень длинных проемах.
• Стабильность формы. Такие балки не гнутся и не подвержены усадкам и деформации.
• Удобство в монтаже. Обрабатывать этот строительный материал можно обычным столярным инструментом.
• Универсальность. Использовать балки с двумя полками можно при возведении пола, перекрытий, стен, крыш и т. д.
• Легкость. Вес двутавровой балки из дерева составляет всего 3-4 кг. Для подъема такого элемента, к примеру, на крышу не требуется специального оборудования. Сделать это смогут всего два человека.
• Невысокая стоимость.

Размеры материала

При возведении зданий может использоваться разная балка двутавровая. Размеры ее, чаще всего применяемые в строительстве, такие:

• длина - 241, 302, 356, 406 мм,
• ширина полки - 64 мм,
• толщина полки - 38 мм.

Поскольку этот материал часто используется при сборке перекрытий в очень широких проемах, его иногда приходится наращивать. По СНиП это допускается. В местах соединения двух балок при этом запиливаются замки. Дополнительное крепление производится на болты.

В общем, стройматериал это очень прочный и качественный - деревянные балки двутавровые. ГОСТ, как и в случае металлической разновидности, регулирует соотношение высоты и размеров элементов этого вида опор. Посмотреть их можно в специальных таблицах.

Как сделать двутавровую балку в домашних условиях

При желании такую конструкцию можно изготовить и в домашних условиях. Для этого понадобятся два бруска сечением не менее 35х25 мм. Перемычку изготавливают из фанеры или ОСП. Также понадобится электрическая или бензопила. Работа выполняется в следующем порядке:

• Сначала в брусьях по всей их длине выпиливается борозда глубиной 10% от высоты перемычки.
• Далее они нарезаются на отрезки необходимой длины и шлифуются.
• Затем на дно каждой борозды наносится клей.
• Выполняется попарно с помощью фанеры или ОСП.

На заключительном этапе готовую балку нужно положить под пресс. Изготовить его также можно самостоятельно. Для этого используются швеллера. Их устанавливают над полками и стягивают при помощи карабинов или ремней.

Изготовленный таким образом стройматериал обойдется гораздо дешевле, чем покупная балка двутавровая. Цена на последнюю может колебаться в районе 200-250 рублей. Собранная самостоятельно будет стоит в 1.5-3 раза дешевле.

Алюминиевые двутавровые балки

Строительный материал этого типа также имеет повышенную прочность. Изготавливается балка двутавровая алюминиевая обычно из сплава разновидность чаще всего применяют при строительстве домов. Также изготавливаются балки алюминиевые из сплава 1915. Этот тип отличается повышенной прочностью. Алюминиевые балки прочнее деревянных и легче стальных.

Разновидности материала

Существуют алюминиевые двутавровые балки:

• закаленные,
• отожженные,
• состаренные.

Покрытие материала может быть лакокрасочным, анодированным, порошковым, электрофорезным, двухслойным комплексным. По условиям применения алюминиевые двутавровые балки, как и стальные, могут делиться на широкополочные, колонные и нормальные. Маркировка в этом случае применяется такая же.

Габариты

Алюминиевая балка двутавровая размеры также может иметь разные. Габариты и в этом случае определяются ГОСТ. Соответствующим образом производится и маркировка. Высота алюминиевой балки может колебаться от 10 до 100 см. В первом случае полка по ГОСТ будет иметь ширину 55 мм, толщину - 4.5 мм. Определить соотношение параметров в каждом конкретном случае можно по таблицам.

(двутавр) - это один из наиболее распространенных видов металлопроката. Данное изделие представляет собой горизонтальный брус из стали. В сечении оно имеет вид буквы «Н». Грани двутавровой балки располагаются под определенным углом или параллельно друг другу. Простота конструкции и надежность обуславливают повсеместное применение такой продукции. Ее цена в Москве зависит от ширины и длины профиля.

Где используется стальная двутавровая балка?

Стальная двутавровая балка, сделанная в соответствии с , и балочные конструкции используются при строительстве гражданских, промышленных и общественных зданий. Они могут быть элементом:

• кровли;
• крановых эстакад;
• колонн.

В жилом сегменте такие металлические изделия применяют в частном и общественном строительстве в качестве несущих конструктивных элементов. Целесообразно делать из них несущий каркас при больших пролетах (более 7 метров), в случаях, когда бетонные конструкции не выдержат предполагаемых нагрузок. Они подходят для создания междуэтажных перекрытий любых сооружений (в том числе тех, что имеют большие пролеты).

Незаменимы они при возведении мостов, наземных переходов, подвесных путей и других объектов, где присутствуют повышенные нагрузки от вертикального поперечного воздействия. Двутавр отлично выдерживает их во время эксплуатации и не чувствителен к влиянию атмосферных и механических воздействий. Даже через десятки лет он будет противостоять им.

Данный вид металлопродукции при воздействии силы испытывает не кручение, а деформацию на осевой изгиб. Он также успешно противостоит усадке возведенного здания. При установке двутавра значительно уменьшается масса несущих конструкций. Это значит, что, используя его, можно сократить затраты на строительство. Незначительный вес при чрезвычайно высокой жесткости также делает стальную двутавровую балку идеальным вариантом для армирования шахтных путей и создания основы под высоконагруженные строения. Это могут быть:

• железнодорожные тоннели;
• подвесные пути для кранов;
• эстакады;
• резервуары;
• мачты;
• подкрановые пути.

Двутавры часто используются для монорельсов, по которым катится висящий тельфер, и в тяжелом машиностроении, вагоностроении и других отраслях для создания различного оборудования. Такая балка может быть подвергнута гибке, или сварке, поэтому нередко применяется как элемент дизайна при оформлении строений.

В строительстве очень часто применяется двутавровая балка, ГОСТ, технические характеристики, а также особенности изготовления которой и будут рассмотрены в этой статье.

1 Двутавровая балка – описание и назначение

Свое название данный конструктивный элемент получил благодаря специфической конструкции. Просто Т-образный профиль называется тавром, а так как сечение этой балки напоминает две буквы "Т", соединенных хвостиками, то, соответственно, она называется двутавровой. В принципе, ее сечение также похоже и на букву "Н". Она отличается повышенной прочностью, так, если сравнивать ее со стандартным прямоугольным профилем, то она будет в 7 раз прочнее и почти в 30 раз жестче. Но о ее преимуществах поговорим более подробно немного ниже.

Благодаря таким отменным характеристикам этот конструкционный материал нашёл свое широкое применение в строительной области, особенно при возведении каркасных домов. Кроме всем известных металлических изделий, существуют еще и деревянные двутавры. По сравнению с иными пиломатериалами такие элементы не будут гнуться даже при воздействии больших нагрузок. Также они совершенно неподвластны деформациям, что позволяет использовать их практически в любой конструкции. Если речь идет о доме, то их применяют для монтажа и пола, и потолка со стенами. Да и цена не сильно велика, можно сказать, даже радует.

В принципе, по конструкции существует три вида двутавра, это обыкновенный, широкополочный и колонный. Первый имеет ребра высотой в пределах от 10 до 60 сантиметров, при этом толщину полок увеличивают, дабы все внешние усилия, которые приходятся на ребра могли компенсироваться. Жесткость данных конструкций относительно невысокая, поэтому их длина не может превышать 19 метров.

Что же насчет широкополочных, то такими называются изделия, имеющие отношение ширины полки к высоте балочного профиля в пределах 0,4–0,6, при этом последний параметр может достигать одного метра. Прочностные характеристики двутавровых балок данного типа значительно выигрывают у первых.

Однако особенно прочными по праву можно назвать колонный вид, так как для его производства используют мощный стальной профиль, что позволяет такой балке выдержать нагрузку, измеряемую тоннами. Правда, данное свойство отразилось и на весе изделия, они значительно тяжелее вышеописанных видов, и поэтому их более целесообразно применять для возведения колонн.

2 Характеристики двутавровых балок и ГОСТ

Так как этот строительный материал применяется в весьма ответственных конструкциях, то и изготовление двутавровых балок осуществляется строго в соответствии с государственными стандартами. Таким образом, учитывается все до мелочей, начиная от допустимого уклона внутренних граней полок, величина которого не должна превышать 12% для горячекатаной продукции и заканчивая такими параметрами, как допустимый момент инерции, сопротивления и т. д. Более подробно с ними можно ознакомиться, открыв ГОСТ 8239-89.

Кроме того, рассчитываются и такие параметры, как допустимый прогиб стенки, он не должен превышать 0,15S, а максимальная кривизна дуги составляет 0,2% от длины изделия. Делаются двутавры обычной и повышенной точности, В и Б класса соответственно. Но это далеко не единственный стандарт, еще существует ГОСТ 19425-74 для горячекатаных специальных двутавровых балок, они делятся на следующие типы:

• для подвесных путей (угол внутренних граней полок не более 12%);
• изделия, используемые при армировании шахтных стволов с углом до 16%;
• и последние, нашедшие свое применение в автомобильной промышленности, в этом случае угол не превышает порог 10%.

Существуют и двутавры с параллельным расположением полок, на них также есть свой ГОСТ 26020-83, в котором оговорены все параметры и требования к данной продукции.

Покупая двутавровые балки, обязательно следует обращать внимание на их номер, по нему можно узнать высоту профиля, а также работоспособность изделия. Причем желательно чтобы он был в начале таблицы. Когда характеристики изделия расходятся с расчетными более, чем на 5%, то такой элемент не подходит, так как он попросту может не выдержать нагрузку, что приведет к весьма плачевным последствиям.

3 Изготовление двутавровых балок – особенности техпроцесса и материалы

Производство двутавровой балки осуществляется посредством сварки трех основных элементов . В результате получаются поясные швы. Чтобы изделие имело максимальные значения прочности и было достаточно надежным, сварку проводят с обеих сторон. При этом используются и выходные, а также заходные планки, во время создания сварочного шва. И в обязательном порядке следят за тем, чтобы элементы располагались строго перпендикулярно и достаточно плотно прилегали. Еще один способ изготовления – прокат на специальных станах.

В основном их производство целесообразно осуществлять на крупных предприятиях большими партиями. А все потому, что при изготовлении малых партий приходится покупать относительно дорогую оснастку, это делает себестоимость готового продукта дороже, а, следовательно, и повышает его рыночную цену. Таким образом, если вы решили, что при большом желании у вас получится своими руками, то лучше распрощаться с этой идеей, так как дома практически невозможно воссоздать все условия, да и проверить ее на прочность.

Итак, как было уже сказано, двутавровые балки могут быть не только металлическими, но и деревянными. Для них используют только лишь калиброванные сухие материалы. Это клееный брус и OSB, а также ориентированно-струженные плиты. Все это является ничем иным, как продуктами древесного происхождения, которые разработаны специально для использования в строительной области. Они обладают достаточной устойчивостью к внешним воздействиям различного характера и механической прочностью.

Металлические двутавры в основном изготавливаются из низколегированных и углеродистых сталей. Первые имеют несколько улучшенные механические свойства, коррозионную стойкость, однако стоимость последних ниже, что определяет их преимущество. Кроме того, углеродистые стали обладают невысоким модулем упругости. И те, и другие являются достаточно жесткими, что позволяет использовать их в силовых элементах различных конструкций.

4 Где и почему применяют двутавровую балку?

Независимо от материала изделия такие балки очень надежные, ведь с их уровнем прочности и жесткости конкурировать достаточно сложно. При этом данный строительный материал относительно легкий, за исключением некоторых видов, и его без труда можно перевозить. Стоимость балок не сильно высокая, что также является значительным плюсом, а работать с ними невероятно легко. Монтаж металлических изделий обычно осуществляется довольно быстро посредством сварки, также для этой цели используются болты и заклепки. Кроме того, при необходимости можно заказать балку, которая будет соответствовать индивидуальным размерам, однако в этом случае нужно, чтобы были соблюдены необходимые соотношения между ее показателями.

Недостатки же могут иметь следующий характер: вероятность возникновения коррозии, правда, существуют разные способы обработки металла, чтобы защитить его от такого дефекта. Если говорить о деревянных изделиях, то они легковозгораемые, но опять-таки, после специальной обработки этот недостаток можно также устранить.

Двутавровые балки имеют ряд преимуществ, что делает их незаменимым элементом в строительстве, особенно при возведении домов, а также промышленных зданий по каркасной технологии. Кроме того, за счет малого веса, такой строительный материал нашел свое широкое применение при монтаже помещений мансардного типа, для стропильных систем, а также при возведении кровли абсолютно любой сложности.

Они участвуют при монтаже несущих конструкций домов, сделанных из натурального дерева, лестничных пролетов. Специальные двутавровые балки колонного типа являются незаменимыми в возведении колонн и мостов. Еще иногда они участвуют при армировании, например, шахтных стволов. Таким образом, видно, что двутавровая балка – металлопрокат, без которого трудно представить современное строительство.

Ни один строительный объект, каким бы ни было его назначение, не обходится без применения балок перекрытия. Ее функция как инженерной конструкции – в успешном перераспределении вертикальных и горизонтальных нагрузок в процессе собственной работы на изгиб.

Двутавровые балки перекрытия представляют собой тип фасонного проката, изготовленного из высококачественной стали. Сталь может быть либо низколегированной, либо углеродистой. Этот тип сортового проката имеет форму бруса, ориентированного горизонтально или наклонно. Или, говоря простым языком, стальная двутавровая конструкция – это прокат определенной формы, изготовленный из профильной стали специального исполнения. Форма определяется его конструктивными особенностями. Чаще всего она внешне похожа букву «Н». Такая форма усиливает прочность элементов конструкции и придает дополнительную жесткость. Где же используются двутавровые балки перекрытия?

Балка двутавровая: применение

Балка металлическая двутавровая из стали больше известна как элемент перекрытий каркасов промышленных зданий, имеющих большие пролеты. Их используют также при возведении мостов и других подвесных путей, колонн и другого во всех тех местах, где присутствуют повышенные нагрузки и им необходимо противостоять. Они воспринимают нагрузку от вертикального поперечного воздействия, которая одновременно отражается на стенах, колоннах и других опорах.

Деревянный аналог стального двутавра используется в каркасном домостроении. Следует отметить, что в последнее время его нередко стали использоваться в оформлении строений как элемент дизайна.

Их правильный расчет обеспечивает большую эффективность металлоемкости, нежели этот показатель у обычной горячекатаной конструкции. При установке двутавра уменьшается масса несущих конструкций, что позволяет сократить затраты на строительство. Двутавры используются также в тяжелом машиностроении при создании тяжелого оборудования.

Незначительный вес при чрезвычайно высокой жесткости делает их идеальным вариантом для использования в качестве основы под высоконагруженные строения.

Интересно

Отметим,что двутавры значительно жестче, нежели квадратные профили и уголки.

Виды двутавровых балок

В конструкциях двутавров внутренние грани полок могут располагаться наклонно либо параллельно. , который имеет балка двутавр, характеристики, габариты в основном определяются расстоянием между параллельными (П) или наклонными (У) внешними гранями.

Типоразмеры и ГОСТы:

• Балка двутавровая ГОСТ 26020 83 характеризуется параллельными гранями полок. Под этот стандарт входят двутавры, имеющие высоту 10–100 см и ширину полок – 5,5–40 см. По последнему параметру классифицируют на: узкополочные (У), нормальные (Б), среднеполочные (Д), широкополочные (Ш) и колонные (К). Колонные двутавры отличаются почти одинаковой высотой профиля и шириной полки.

Двутавры, характеризующиеся наклонными гранями, классифицируются на:

• обычные (ГОСТ 8239 89) – ограничения на величину уклона внутренних граней составляют порядка 6–12%;

• специальные (ГОСТ 19425 74) – М: подвесные пути, имеющие угол наклона не больше 12% и С: для армированных шахтных стволов, имеющих угол наклона до 16 %.

Изделие выполненное по ГОСТ полностью соответствует параметрам чертежа, то есть имеет заданное поперечное сечение, размеры полок (высота, ширина и толщина) и другое.

Маркировка: как расшифровать

Начнем с двух цифр в начале маркировки. Они отмечают высоту в сантиметрах конкретной группы профилей. Следующие индексы – буквенные, они указывают на вид профиля в соответствии с шириной полок, к примеру, У, К и т. д. Если профили в группе отличаются размерами стенок и полок, то далее в маркировке указан размер профиля в серии. Например, маркировка двутавра с параллельными гранями может иметь вид: 25Б, 100Ш, 35К, 24ДБ1.

Монтаж

Двутавр металлический изготавливают поэтапно . Прежде всего металл раскраивается на полосы требуемых размеров. Для улучшения провара кромки разделывают на специальном станке. Подготовленные полосы монтируют на сборочном стане. Их укладывают на входной конвейер, зажимают, позиционируют и фиксируют. Завершают сборку сварочными работами на специальном станке. Сваривают его двумя комплектами сварочных головок под флюсом. Двутавр в основном состоит из трех элементов. Поясные швы приваривают сварочными автоматами, а ребра жесткости приваривают поперек чаще вручную, в крайнем случае – полуавтоматом. Сварные конструкции собирают различными способами: используя хомуты и прихватки или в особом кондукторе.

балка металлическая двутавровая: процесс производства

Готовый двутавр очищают от налета ржавчины, жира, грязи и другого, используя дробеструйную установку. После этого качество его покрытия из краски и лака заметно улучшается.

При устройстве конструкции швы поясов иногда сваривают по ручной технологии. Тогда последовательность сборки полностью меняется. Сначала на пояс в нижней части конструкции монтируют вертикальную стенку, а следом ребра жесткости. Их захватывают и монтируют пояс в верхней части. Собранная конструкция зажимается хомутами и переходят к сварочным работам.

на фото металлическая балка двутавр

Наиболее ответственным этапом монтажа считается стыковка двутавровых балок. Швы поясов в обеих направлениях от стыка незаваривают на длину в полтора раза большую, нежели поясная ширина. Стык двутавровых балок свариваются в такой очередности: свариваются стыки вертикальной стенки, двух поясов, сначала ту, которая работает на растяжение, затем вторую, работающую на сжатие. Завершают устройство стыка довариванием швов на поясах на тех участках, которые остались незаваренными.