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
| Номер профиля | мм | Площадь сечения, см2 | Линейная плотность, кг/м | Справочные величины для осей | |||||||||||
| h | b | s | t | r | Х - Х | Y - Y | |||||||||
| Ix, см4 | Wx, см3 | Sx, см3 | ix, см | Iy, см4 | Wy, см3 | iy, см | |||||||||
| Нормальные двутавры | |||||||||||||||
| 10Б1 | 100 | 55 | 4,1 | 5,7 | 7 | 10,32 | 8,1 | 171 | 34,2 | 19,7 | 4,07 | 15,9 | 5,8 | 1,24 | |
| 12Б1 | 117,6 | 64 | 3,8 | 5,1 | 7 | 11,03 | 8,7 | 257 | 43,8 | 24,9 | 4,83 | 22,4 | 7 | 1,42 | |
| 14Б1 | 137,4 | 73 | 3,8 | 5,6 | 7 | 13,39 | 10,5 | 435 | 63,3 | 35,8 | 5,7 | 36,4 | 10 | 1,65 | |
| 16Б1 | 157 | 82 | 4 | 5,9 | 9 | 16,18 | 12,7 | 689 | 87,8 | 49,5 | 6,53 | 54,4 | 13,3 | 1,83 | |
| 18Б1 | 177 | 91 | 4,3 | 6,5 | 9 | 19,58 | 15,4 | 1063 | 120,1 | 67,7 | 7,37 | 81,9 | 18 | 2,04 | |
| 20Б1 | 200 | 100 | 5,6 | 8,5 | 12 | 28,49 | 22,4 | 1943 | 194,3 | 110,3 | 8,26 | 142,3 | 28,5 | 2,23 | |
| 23Б1 | 230 | 110 | 5,6 | 9 | 12 | 32,91 | 25,8 | 2996 | 260,5 | 147,2 | 9,54 | 200,3 | 36,4 | 2,47 | |
| 26Б1 | 258 | 120 | 5,8 | 8,5 | 12 | 35,62 | 28 | 4024 | 312 | 176,6 | 10,63 | 245,6 | 40,9 | 2,63 | |
| 30Б1 | 295 | 140 | 5,8 | 8,5 | 15 | 41,92 | 32,9 | 6328 | 427 | 240 | 12,29 | 390 | 55,7 | 3,05 | |
| 35Б1 | 346 | 155 | 6,2 | 8,5 | 18 | 49,53 | 38,9 | 10060 | 581,7 | 328,6 | 14,25 | 529,6 | 68,3 | 3,27 | |
| 40Б1 | 392 | 165 | 7 | 9,5 | 21 | 61,25 | 48,1 | 15750 | 803,6 | 456 | 16,03 | 714,9 | 86,7 | 3,42 | |
| 45Б1 | 443 | 180 | 7,8 | 11 | 21 | 76,23 | 59,8 | 24940 | 1125,8 | 639,5 | 18,09 | 1073,7 | 119,3 | 3,75 | |
| 50Б1 | 492 | 200 | 8,8 | 12 | 21 | 92,98 | 73 | 37160 | 1511 | 860,4 | 19,99 | 1606 | 160,6 | 4,16 | |
| 55Б1 | 543 | 220 | 9,5 | 13,5 | 24 | 113,37 | 89 | 55680 | 2051 | 1165 | 22,16 | 2404 | 218,6 | 4,61 | |
| 60Б1 | 593 | 230 | 10,5 | 15,5 | 24 | 135,26 | 106,2 | 78760 | 2655 | 1512 | 24,13 | 3154 | 274,3 | 4,83 | |
| 70Б1 | 691 | 260 | 12 | 15,5 | 24 | 164,7 | 129,3 | 125930 | 3645 | 2095 | 27,65 | 4556 | 350,5 | 5,26 | |
| 80Б1 | 791 | 280 | 13,5 | 17 | 26 | 203,2 | 159,5 | 199500 | 5044 | 2917 | 31,33 | 6244 | 446 | 5,54 | |
| 90Б1 | 893 | 300 | 15 | 18,5 | 30 | 247,1 | 194 | 304400 | 6817 | 3964 | 35,09 | 8365 | 557,6 | 5,82 | |
| 100Б1 | 990 | 320 | 16 | 21 | 30 | 293,82 | 230,6 | 446000 | 9011 | 5234 | 38,96 | 11520 | 719,9 | 6,26 | |
Предельные отклонения по размерам и форме поперечного сечения двутавров СТО АСЧМ 20-93 и ГОСТ 26020-83
Предельные отклонения по размерам и форме поперечного сечения двутавров в соответствии со стандартом СТО АСЧМ 20-93 играют важную роль в производстве и применении двутавровых профилей. Двутавр - это тип металлического профиля, который используется в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности.
Предельные отклонения по размерам определяют допустимые отклонения от номинальных размеров двутавра.
| 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 используются 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.
