Балка Б1
Двутавровая балка Б1
Строительство мостов, каркасов домов, машин, кораблей, вагонов ведётся беспрерывно. Повсюду требуется металл. Среди многочисленных изделий огромным спросом пользуется балка Б1. Представляет собой в сечении букву «Н» нашего родного алфавита. Подобная форма придаёт ей особую прочность. Классифицируется по нескольким разновидностям.
Используемый материал для изготовления балки Б1, внешний вид и маркировка двутавровой балки
Для её изготовления используется обычная углеродистая сталь 3 или допускается применение низколегированной общеизвестной марки 09Г2С. Балка Б1 практически не поддаётся изгибанию по горизонтали и вертикали. В строительстве её применение избавляет от появления трещин, признаков усадки, малейшего деформирования. Отличается пластичностью. Прекрасно поддаётся электродуговой сварке.
Выпускается балка Б1 на сталепрокатном заводе методом горячей прокатки. Стандартная длина – 12 м. Литера «Б» обозначает – «обыкновенная». Материалу существует множество заменителей: «09Г2», «09Г2ДТ», «09Г2Т», «10Г2С». Всё это соответствует ГОСТу 27772-88 для строительных работ.
Балка Б1 великолепно переносит значительные перепады температур. В её составе применена качественная углеродистая или низколегированная углеродистая сталь, обладающая несравненными физико-механическими свойствами. Кроме этого, возможно производство из специальных сталей, где требуются повышенные нагрузки и, к примеру, способность к антикоррозии.
На рынке подобный товар чаще именуют «балка двутавровая». Марка 20Б1, как и вышеуказанная, делается с двумя параллельным гранями (полками). Находится в полном соответствии с ГОСТ 26020. Метод получения – аналогичный. Практика подтверждает их полную взаимозаменяемость.
Реализация двутавровой балки Б1
Приобретается балка двутавровая в размере одного хлыста или пачки. В ней пакуются от 4-х до 8 тонн. По желанию клиента размер может равняться 9, 10, 12 м. Если возникает острая необходимость, размер уменьшается до 4 м. Также осуществляется продажа поштучно. Подробно с полным реестром нетрудно ознакомиться у менеджеров компании.
По мере необходимости закупается балка двутавровая специальная. Каждая из них имеет соответствующий идентификационный номер. Две цифры впереди означают (в сантиметрах) высоту двутавра. У конструкции, где есть уклон внутренних полок, в обозначении за ними может идти буква «М», указывающая на предназначение для подвесного пути. «С», как правило, идёт на армирование шахтных проходов.
Спецобозначения двутавровых балок
С параллельными гранями полок балка двутавровая имеет иные литеры. «У» –узкополочная, где имеющаяся ширина значительно менее общепринятых. «Ш» – широкополочные. (Тут придана дополнительная ширина). «Д» – среднеполочные: средняя величина между «нормальными» и «широкополочными» таврами. «К» – колонные, разработанные для создания колонн (у них ширина полок равняется высоте профиля).
Балка перекрытия
Обычная, традиционная балка перекрытия различается по высоте. Самая малая величина 20 см. У обычной она увеличивается до семидесяти сантиметров (но может начинаться с десяти сантиметров), у широкополочных – до ста, у колонных – до сорока. Толщина металла колеблется от пяти до девятнадцати миллиметров.
Всякая балка перекрытия проходит проверку на соответствие техническим условиям. У неё не должно быть расслоений на торце. Поверхность – гладкая, без заусенцев. Если таковые замечены, они по требованию заказчика устраняются рабочими на заводе. Кривизна не превышает 0,2% от длины. При необходимости длина может определяться 24 метрами.
Балка перекрытия требует применения определённых правил замера. Проводятся они на расстоянии не менее полуметра от торца. Высота берётся по центральной оси. Ширина – по поверхности. Толщина – по данным торца. Со стана выходят высоточные размеры с литерой «А», а обычные – с «Б». Каждая балка обязательно маркируется. По напечатанным буквам и цифрам специалист легко определяет марку продукции.
Поперечное сечение балки СТО АСЧМ 20-93 и ГОСТ 26020-83
h - высота двутавра; b - ширина полки; t - толщина полки; S - толщина стенки; R - радиус сопряжения
Параметры нормальных двутавров СТО АСЧМ 20-93
| Профиль | Размеры профиля, мм | Площадь сечения, см2 | Масса 1 м длины, кг | Справочные величины для осей | ||||||||||
| h | b | S | t | R | Ix, см4 | Wx, см3 | Sx, см3 | ix, см | Iy, см4 | Wy, см3 | iy, см | |||
| 10 Б1 | 100 | 55 | 4,1 | 5,7 | 7 | 10,32 | 8,1 | 171 | 34,2 | 19,7 | 4,07 | 15,9 | 5,8 | 1,24 |
| 12 Б1 | 117,6 | 64 | 3,8 | 5,1 | 7 | 11,03 | 8,7 | 257 | 43,8 | 24,9 | 4,83 | 22,4 | 7 | 1,43 |
| 14 Б1 | 137,4 | 73 | 3,8 | 5,6 | 7 | 13,39 | 10,5 | 435 | 63,3 | 35,8 | 5,7 | 36,4 | 10 | 1,65 |
| 16 Б1 | 157 | 82 | 4 | 5,9 | 9 | 16,18 | 12,7 | 689 | 87,8 | 49,6 | 6,53 | 54,4 | 13,3 | 1,83 |
| 18 Б1 | 177 | 91 | 4,3 | 6,5 | 9 | 19,58 | 15,4 | 1063 | 120,1 | 67,7 | 7,37 | 81,9 | 18 | 2,05 |
| 20 Б1 | 200 | 100 | 5,5 | 8 | 11 | 27,16 | 21,3 | 1844 | 184,4 | 104,7 | 8,24 | 133,9 | 26,8 | 2,22 |
| 25 Б1 | 248 | 124 | 5 | 8 | 12 | 32,68 | 25,7 | 3537 | 285,3 | 159,7 | 10,4 | 254,8 | 41,1 | 2,79 |
| 30 Б1 | 298 | 149 | 5,5 | 8 | 13 | 40,8 | 32 | 6319 | 424,1 | 237,5 | 12,44 | 441,9 | 59,3 | 3,29 |
| 35 Б1 | 346 | 174 | 6 | 9 | 14 | 52,68 | 41,4 | 11095 | 641,3 | 358,1 | 14,51 | 791,4 | 91 | 3,88 |
| 40 Б1 | 396 | 199 | 7 | 11 | 16 | 72,16 | 56,6 | 20020 | 1011,1 | 564 | 16,66 | 1446,9 | 145,4 | 4,48 |
| 45 Б1 | 446 | 199 | 8 | 12 | 18 | 84,3 | 66,2 | 28699 | 1287 | 725,1 | 18,45 | 1579,7 | 158,8 | 4,33 |
| 50 Б1 | 492 | 199 | 8,8 | 12 | 20 | 92,38 | 72,5 | 36845 | 1497,8 | 853,5 | 19,97 | 1581,5 | 158,9 | 4,14 |
| 55 Б1 | 543 | 220 | 9,5 | 13,5 | 24 | 113,36 | 89 | 55682 | 2050,9 | 1165,1 | 22,16 | 2404,5 | 218,6 | 4,61 |
| 60 Б1 | 596 | 199 | 10 | 15 | 22 | 120,45 | 94,6 | 68721 | 2306,1 | 1325,5 | 23,89 | 1979 | 198,9 | 4,05 |
| 70 Б1 | 691 | 260 | 12 | 15,5 | 24 | 164,74 | 129,3 | 125931 | 3644,9 | 2094,9 | 27,65 | 4556,4 | 350,5 | 5,26 |
Параметры нормальных двутавров ГОСТ 26020-83
Предельные отклонения по размерам и форме поперечного сечения двутавров СТО АСЧМ 20-93 и ГОСТ 26020-83
| Параметр | Размеры | Предельные отклонения | |
| Высота, h | до 120 включ. | ± 2,0 | |
| св. 120 до 380 | ± 3,0 | ||
| от 380 до 580 | 4 | ||
| от580 | ± 5,0 | ||
| Ширина полки, b | при высоте, h | ||
| до 120 включ. | ± 2,0 | ||
| св. 120 | ± 3,0 | ||
| Толщина стенки, S | до 4,4 включ. | ± 0,5 | |
| св. 4,4 до 6,5 включ. | ± 0,7 | ||
| св. 6,5 до 16,0 | ± 1,0 | ||
| от 16,0 до 23 | 1,5 | ||
| от 23 | ± 2,0 | ||
| Толщина полки, t | до 6,3 включ. | ± 1,0 | |
| св. 6,3 доо 16,0 | ± 1,5 | ||
| от 16,0 до 25 | ± 2,0 | ||
| от 25 | ± 2,5 | ||
| Длина двутавра, I | до 7000 | 40 | |
| от 7000 до 15000 | + (40+5(1-7)) | ||
| от 15000 | 100 | ||
| Перекос полки, D | при высоте, h | ||
| до 120 включ. | 1 | ||
| св. 120 до 290 | 0,015b, но не более 3,0 | ||
| от 290 | 0,015b, но не более 4,0 | ||
| Смещение полки | при высоте, h | ||
| относительно стенки | до 120 включ. | 1,5 | |
|
|
св. 120 до 190 | 2,5 | |
| от 190 до 290 | 3 | ||
| от 290 и b до 220 | 3 | ||
| от 290 и b от 220 | 4,5 | ||
| Прогиб стенки, f | при высоте, h | ||
| до 120 включ. | 1 | ||
| св. 120 до 380 | 1,5 | ||
| от 380 до 680 | 2 | ||
| от 680 | 3 |
Двутавровые балки Б1 достаточно часто используются в качестве опорных элементов при создании межэтажных перекрытий в зданиях жилого, производственного и другого назначения. Одним из этапов разработки проектной документации является расчет нагрузки, которой будет подвергаться двутавр в процессе эксплуатации. Для проведения расчетов используются специальные формулы, таблицы, обязательно учитываются коэффициенты надежности и упругости металла. Точное определение нагрузок дает возможность выбрать из предлагаемого производителями сортамента изделие с наиболее подходящими параметрами. В дальнейшем от правильности расчетов зависят сроки и безопасность эксплуатации конструкции.
К основным преимуществам применения двутавровых балок Б1 в строительстве можно отнести:
- возможность создания более широких пролетов, чем в случае укладки бетонных перекрытий;
- уменьшение общего веса постройки и уменьшение давления на фундамент;
- ощутимое снижение расходов на строительные материалы.
На что следует обращать внимание при выборе двутавров
Выпуск двутавровых балок Б1 проводится в соответствии с ГОСТом 26020. В зависимости от допустимой сферы применения различают несколько типов изделий: обычные, колонные, широкополочные, монорельсные. Двутавры могут изготавливаться с параллельными или наклонными полками.
Межгосударственный стандарт содержит таблицу с указанием номеров профиля, маркировкой и основными характеристиками: шириной и толщиной полок, площадью сечения и линейной плотностью. Исходя из длины балки и ее нормативного веса можно определить общую массу изделия: например, вес одного погонного метра профиля 30Б1 составляет 32 кг, а общая масса двутавра длиной в 12 м будет равна 384 кг.
Основными параметрами, которые необходимо учитывать при выборе номера профиля, является расстояние между несущими стенами конструкции, общая масса изделия, вероятность его деформации в процессе эксплуатации и некоторые другие параметры.
Расчеты вероятных изгибов и прогибов
Двутавровые балки Б1 достаточно часто испол Одним из наиболее важных моментов в процессе составления проекта будущего здания является определение вероятности изгиба или прогиба двутавров и расчеты минимальных и максимальных пределов возможной деформации.
При определении нагрузки, способной вызвать деформирование изделия, берутся во внимание следующие факторы:
- высота перемычки между полками и их толщина;
- площадь поперечного сечения;
- длина перекрытия;
- способ возведения здания и тип фиксации балок;
- удаление друг от друга соседних рядов балок во время укладки;
- планируемый процент увеличения давления на межэтажные перекрытия после введения постройки в эксплуатацию.
Для проведения наиболее полных и точных расчетов используют данные ГОСТа. По таблицам сортамента определяют следующие параметры для конкретного типа профиля:
- значение осевого момента сопротивления;
- значение расчетного сопротивления, (зависит от марки стали, из которой была изготовлена балка).
В случаях, когда в строительстве планируется применять не горячекатаные, а сварные двутавры, полученные расчетные показатели нагрузки необходимо увеличить на 30%.
Примеры подбора балочного профиля по номеру
При выборе изделий учитывается предполагаемое давление на перекрытие и ширина пролета. Так, при вероятной нагрузке до 300 кг на погонный метр и планируемой ширине пролета до 4 м допускается использование изделий 10Б1. При этом рекомендованное расстояние между параллельными рядами опорных элементов не должно превышать 1 м.
При такой же предполагаемой нагрузке, но большей ширине пролета (до 6 м), рекомендуется выбирать более прочные двутавры 16Б1. Их также укладывают с шагом в 1 м. Если планируемая нагрузка будет составлять от 400 до 500 кг при расстоянии между несущими стенами в пределах 6 м, следует остановить свой выбор на балке Б1 под номером 20. Укладывают опоры в этом случае на расстоянии 1,1-1,2 м друг от друга.
Рассчитать максимально допустимое значение нагрузки можно следующим образом:
- Вначале необходимо определить давление, которое будет приходиться на каждый погонный метра двутавра. Для этого к планируемой нагрузке обязательно добавляют общий вес перекрытия.
- Полученное таким образом число умножают на коэффициент, обозначающий устойчивость к внешним воздействиям металла, из которого выпущен профиль.
- Последним этапом расчетов является определение момента сопротивления, в соответствии с которым и подбирается тип профиля из существующего сортамента.
Для повышения прочности конструкции рекомендуется выбирать изделия на 2 позиции больше в сторону увеличения от полученного значения.
Зависит ли прочность двутавра от материала ?
Для изготовления двутавровых балок применяется несколько видов стали. Чем выше ее марка, тем прочнее и устойчивее ко внешним воздействиям будет перекрытие и общая конструкция здания. Более качественная стать имеет меньший вес, при этом значения допустимого давления будут выше, чем у аналогичных балок из менее качественного материала. На показатели прочности влияет также и способ изготовления двутавров.
Рекомендации по проведению расчетов
Существует несколько способов определения максимально допустимого давления на балки Б1. Для получения наиболее точных результатов необходимо использовать все известные методы, а затем сравнить полученные данные.
Проведение подсчетов требует знания значений нормативного напряжения и крутящих моментов, учета продольных и поперечных сил, воздействующих на перекрытие, и возможной деформации верхней и нижней полки двутавра.
Определить давление, которое может вызвать деформирование опорных элементов перекрытия, можно с учетом таких параметров:
- предельной нагрузки, рассчитанной в соответствии с нормативными данными;
- расстояния между несущими стенами;
- величины сопротивления.
Большое влияние имеют форма и тип самой балки, а также способ ее закрепления на стене, конструкционные особенности постройки и ее назначение, эксплуатационные характеристики материала. Эти и другие факторы значительно усложняют получение точных данных в процессе проектирования.
Среди всех известных способов определения предельно допустимого давления на двутавровые балки Б1 универсальным считается следующий метод:
- первое расчетное число определяется так: значение предполагаемой нагрузки после введения в эксплуатацию здания необходимо умножить на ширину пролета в кубическом объеме;
- для определения второго расчетного числа модуль упругости умножают на величину инерционного момента (данные берут из межгосударственного стандарта в соответствии с конкретным типом профиля);
- далее первое число делят на второе, а полученный результат умножают на коэффициент 0,013.
Если полученные результаты не соответствуют допустимому коэффициенту деформации, необходимо использовать другой профиль, который максимально подойдет по показателям прочности.
Как правило, двутавровые балки применяются в строительстве больших объектов. Использовать их для постройки частных домов нецелесообразно в связи с большим весом и достаточно трудоемкой установкой. Обычно в качестве элементов перекрытия в частном строительстве используют швеллера или стальные уголки. В случае необходимости применения двутавров следует серьезно подойти к проведению расчетов.
