Балка К2

       

Колонные балки К2

Что прочнее, балка в виде буквы «П» или «Н»? Конечно последняя. Она так и называется «Двутавр». Это понятие произошло от латинского taurus – «бык». Поскольку такие конструкции двуроги с обеих сторон, называть их древние строители и архитекторы стали двутавром. Двутавровая балка К2 сделана из высококачественного сплава профильной стали. Такой конструктив довольно прочен не только за счет качества материала, но и благодаря форме – в виде буквы «Н».

Применение двутавровой балки К2

Использовать этот материал можно при возведении любой металлоконструкции, будь то многоэтажное здание или небольшой гараж, склад или магазин. Производители ангаров и мостов по достоинству оценили преимущества использования такой конструкции. Колонная балка востребована при возведении шахт, трубопроводов, конструкций колонного и подвесного типа, автомобильном и железнодорожном строительстве.

Двутавровая балка К2 выдержит нагрузку любого типа – вертикальную, горизонтальную, наклонную. Благодаря этому высокотехнологичному материалу, возрастает возможность экономить материал. Двутавровая балка К2 – материал легкий, поэтому и конструкции не будут громоздкими.

Параметры колонных балок СТО АСЧМ 20-93

Балка	Размеры двутавра, 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
20 К2	200	200	8	12	13	63,53	49,9	4716	471,6	262,8	8,62	1601,4	160,1	5,02
25 К2	250	250	9	14	16	92,18	72,4	10833	866,6	480,3	10,84	3648,6	291,9	6,29
30 К2	300	300	10	15	18	119,78	94	20411	1360,7	750,6	13,05	6754,5	450,3	7,51
35 К2	350	350	12	19	20	173,87	136,5	40296	2302,6	1272,7	15,22	13585,3	776,3	8,84
40 К2	400	400	13	21	22	218,69	171,7	66623	3331,2	1936,3	17,45	22412	1120,6	10,12

Параметры колонных балок ГОСТ 26020-83

Балка		Размеры двутавра, 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
20К2		198	200	7	11,5		59,7	46,9	4422	447	247	8,61	1534	153	5,07
23К2		230	240	8	12		75,77	59,5	7601	661	365	10,02	2766	231	6,04
26К2		258	260	9	13,5		93,19	73,2	11700	907	501	11,21	3957	304	6,52
30К2		300	300	10	15,5		122,7	96,3	20930	1395	771	13,06	6980	465	7,54
35К2		348	350	11	17,5		160,4	125,9	37090	2132	1173	15,21	12510	715	8,83
40К2		400	400	13	20		210,96	165,6	64140	3207	1767	17,44	21350	1067	10,06

Предельные отклонения по параметрам, размерам и форме поперечного сечения колонных балок 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

Преимущества колонной балки К2

К ним относятся:

1. Надежность материала.
2. Прочность в сочетании с легкостью.
3. Возможность простой транспортировки.
4. Упрощенность монтажа.
5. Экономичность.
6. Длительный период эксплуатации;
7. Экологичность.
8. Возможность изготовления двутавровой балки К2 по индивидуальным размерам заказчика.

Колонная балка – прекрасный способ построить конструкцию по индивидуальному проекту без особых усилий и затрат.

Отличие колонной балки от остальных изделий фасонного проката

Основное отличие колонной балки от нормальной двутавровой состоит в различии ширины полок. В строительстве она используется для усиления несущих конструкций. Форма полки напоминает букву «I» латинского алфавита. С ее помощью образуется дополнительное ребро жесткости, проходящее через всю длину балочного профиля. Стенка профиля, условно разделяет деталь на две части и является поперечным сечением.

Улучшение прочности достигается за счет ширины балки, практически равной ее высоте. Даже из названия следует, что колонный двутавр К2, применяют для устройства опор. При этом такой элемент проката достаточно универсален и используется практически во всех несущих конструкциях строения, здания или сооружения.

На строительной площадке часто возникают ситуации, когда необходимо самостоятельно определить размеры металлоконструкции, например для подбора подходящей замены отдельного элемента. В этом случае необходимо оценить следующие геометрические параметры:

• Определение толщины стенки и полки.
• Измерение глубины поперечного сечения.

Как правило, эта размеры позволяют определить площадь сечения и рассчитать прочность колонной балки. В некоторых случаях необходимо оценить степень кривизны изделия. Для этого измеряется внутренний радиус изгиба и делается вывод о возможности дальнейшего использования элемента проката.

Удельный вес колонного двутавра К2 зависит от его типоразмера. Для балки с маркировкой 20К2 он составляет 49,9 кг на 1 метр погонный. Более мощное изделие 40К2 имеет вес 171,7 кг/мп. На массу может повлиять толщина металла, марка стали и форма поперечного сечения (радиус сопряжения). В этих случаях вес указывается в маркировке изделия и полностью соответствует регламенту СТО АСЧМ 20-93.

Применение двутавровых балок в промышленности и строительных объектах

Колонный двутавр К2 – это стальная балка, являющаяся сортовым прокатом. Основное назначение профиля, заключается в его использовании при изготовлении несущих элементов строительных конструкций. Производится из низколегированной, углеродистой стали. Длина изделий может быть разной, в зависимости от технического задания и выполняемых функций. Весь ассортимент проката должен полностью соответствовать ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93 и другим нормативным документам. Для выбора необходимого типоразмера профиля, необходимо проконсультироваться с менеджером компании Ресурс или ознакомиться технической информацией, размещенной на официальном сайте.

Колонный двутавр К2, поставляемый нашей компанией, обладает следующими характеристиками:

• Мерная длина от 4 до 12 погонных метров.
• Кривизна изделия не превышает допустимые параметры в 0,2% от общей длины.
• Отклонение массы в соответствии с ГОСТом не может выходить за пределы -5% +3%.

Весь ассортимент продукции проходит тщательный контроль на предмет соответствия стандартам. На этом этапе выявляются скрытые дефекты. В случае нахождения недостатков, вся партия отправляется на переплавку.

Важным преимуществом колонной балки, является отсутствие необходимости в предварительной подготовке изделия. Обработка может проводиться для придания особых свойств конструкции, например, огнестойкости. Хранение может осуществляться непосредственно на строительной площадке или в неотапливаемом складе. Отличные физико-механические свойства и неприхотливость колонного двутавра К2, значительно влияют на снижение стоимости строительства.

Особенности технологии производственного процесса колонных профилей

Основными техническими параметрами, влияющими на свойства колонной балки, являются размеры поперечного сечения. Ширина полок, высота и радиус сопряжения, оказывают влияние на итоговую жесткость изделия наряду с маркой стали, из которой оно производится. Эти требования регламентированы ГОСТ 26020-83. В зависимости от точности геометрических параметров существуют элементы проката двух категорий:

• Колонные класса «А» - высокой степени точности.
• Колонные класса «Б» - нормальной степени точности.

Если проектное решение требует улучшенных механических свойств, может проводиться дополнительная термическая обработка. Технический паспорт изделия позволяет оценить его свойства и технологию производства. В этом документе отражаются:

• Геометрические размеры балочного профиля.
• Термическая обработка, если таковая проводилась.
• Из какой марки стали изготовлено изделие.
• Физико-механические параметры несущей опоры.

Отличные характеристики делают их незаменимыми в производстве металлоконструкций многоэтажных строений, мостовых опор, перекрытий жилых и производственных зданий. Ни одно сооружение в настоящее время не обходится без использования колонных двутавров К2.

Области строительства, в которых балочные профиля используются наиболее часто, приводятся ниже:

• Строительство высотных зданий.
• Строительство автомобильных и железнодорожных мостов.
• Производство несущих металлоконструкций.

Устройство конструктивных элементов строения, от которых требуются повышенные показатели прочности.

Для принятия решения в сторону использования колонного двутавра К2, необходимо оценить следующие преимущества перед другими изделиями:

• Ассортимент позволяет выбрать изделие, обладающее необходимыми свойствами.
• Колонный двутавр К2 крайне устойчив к влиянию агрессивных сред.
• Высокая прочность и жесткость изделия.
• Отличные механические свойства не меняются в процессе эксплуатации.
• Цена балки К2 значительно ниже аналогов.

Плюсы использования колонной балки

Значительно облегчает монтаж металлоконструкций, возможность соединения отдельных элементов с помощью сварки. Такая особенность влияет и на сроки и на сметную стоимость строительно-монтажных работ. При этом места соединений не оказывают негативного воздействия на общую прочность конструкции. Качественная сталь, используемая при изготовлении профиля, практически не подвержена влиянию атмосферных факторов. Также колонные балки К2 отлично зарекомендовали себя при эксплуатации в условиях агрессивных сред.

В заводских условиях на поверхность изделия может наноситься антикоррозионное покрытие. Обработанная сталь не подвержена образованию ржавчины. Колонные двутавры к2 способны выдерживать длительное воздействие огня и колебания температур даже без предварительной обработки.

Экономия средств, затрачиваемых на строительство, достигается не только за счет применения инновационных технологий. Использование универсальных материалов для возведения любых конструкций также положительно влияет на снижение затрат. Простота использования, относительная легкость и скорость монтажа, делают колонные двутавры К2 лидером, среди остальных строительных материалов.

Основные несущие элементы строения на основе двутавров

В промышленном строительстве колонная балка используется для изготовления увеличенных пролетов конструкций перекрытий. Это могут быть:

• Элементы производственных зданий.
• Пролеты мостов и фермы.
• Колонны и несущие опоры зданий.
• Металлические каркасы офисных зданий.

Балка К2 широко используются в возведении железобетонных конструкций. В совокупности с такими изделиями двутавры часто используются в строительстве мостов. Крупными заказчиками балок являются предприятия, занимающиеся строительством железнодорожных мостов и эстакад.

В процессе проведения проектных работ, конструкторами оцениваются следующие характеристики балочных профилей:

• Форма поперечного сечения и расположение граней.
• Технология производства.
• Физико-механические показатели.
• Толщина полок, стенок и радиус сопряжения.
• Рекомендации завода изготовителя по применению.

В соответствии с действующими на территории Российской Федерации стандартами, металлопрокат балочного профиля производятся длинной от 4 до 12 метров. В зависимости от условий эксплуатации и требований проекта, длина может быть увеличена. В этом случае может меняться технология производства и контроля качества. Длина может быть мерной и немерной.

На свойства профиля практически никакого влияния не оказывают, ни условия эксплуатации, ни длительное воздействие высоких нагрузок. Качественная сталь и покрытие, наносимое в процессе производства, делают изделие устойчивым к коррозии. Технические характеристики металлических балок полностью удовлетворяют требованиям правил пожарной безопасности.

Особенности проектирования строительных конструкций

Значительно расширяет возможности применения двутавра К2, простота монтажа. Для изготовления металлоконструкций на основе таких элементов не требуется специальная строительная техника. Благодаря своей универсальности может использоваться как в сложных конструктивных узлах строений, так и в основе малоэтажного строения.

На основании сведений, указанных в реестре металлопроката, определяются свойства балки. Впоследствии, с учетом полученных данных, производится расчет несущей способности, и определяется конструкция фермы. Так же, конструкторами определяются условия эксплуатации и необходимость дополнительной обработки балки.

При проектировании учитывается размер металлоконструкции и итоговая масса. Подбирается тип изделия по расположению и размеру полок. Двутавровые балки могут изготавливаться по технологии горячего, либо специального проката. Так же существуют отличия по марке стали.

Расчеты действующих нагрузок, проводятся с необходимым запасом. Оценивается возможность повреждения металлоконструкции. Факторы, влияющие на изготовление несущих элементов строения на основе двутавровых балок, описаны ниже:

• Способ соединения отдельных элементов, а так же их типоразмер.
• Форма поперечного сечения каждой балки.
• Значения нагрузок, действующих на несущие конструкции в частности, и на здание в целом.
• Углы расположения полок двутавра, и расстояние между ними.

На стадии проектирования делается расчет шага профиля по отношению друг к другу. Правильность результата может повлиять на стоимость работ, несущие характеристики и скорость монтажа.

Расчеты строительных конструкции проводятся с учетом оценки возможных изменений (прогибов, деформаций), в результате действия нагрузок. Недооценить этот этап крайне опасно, так как правильность вычислений влияет на безопасность строения. Только от способа соединения балок может зависеть жесткость всей конструкции. Например, при использовании сварки делается запас прочности около 30%. С таким же превышением оцениваются возможные ветровые и снеговые нагрузки. Огромное значение на долговечность здания и его безаварийную эксплуатацию влияют технические характеристики металлического профиля и правильность принятия проектных решений.

Для определения расчетных нагрузок, действующих на колонну, следует:

• Определить нагрузку, действующую на опорное основание, с учетом массы конструкции.
• Оценить получившиеся результаты согласно нормативным документам.
• Вычислить значение момента сопротивления.
• Подобрать подходящий элемент металлопроката, на основании реестра продукции.

Все расчеты проводятся с максимальным запасом прочности. Как правило, физические величины при определении опорной нагрузки выбираются на несколько строчек выше имеющихся. В процессе определения несущей способности металлического профиля, проводится расчет двутавровой балки на изгиб.

Марка стали может иметь определяющее значение при расчете прочности опор. Так же учитывается категория точности металлопроката. В строительстве сложных объектов, помещений увеличенного пролета, мостов и эстакад, могут использоваться только колонные двутавры К2, изготовленные из стали высокого качества.

Современное строительство предъявляет высокие требования к каждому элементу конструкции. Наряду с улучшенными механическими свойствами, требуется снижение веса каждого элемента здания. Такой результат достигается, в том числе, за счет применения колонных балок. Металлоконструкции на их основе способны выдерживать огромные нагрузки при относительно малых габаритах.

Для снижения вероятности допущения ошибок в расчетах, конструкторы пользуются несколькими методами. Впоследствии результаты сравнивают, и принимается решение о применении конструктива в особо ответственных элементах строения. При этом оцениваются поперечные нагрузки, силы скручивания и растяжения. Вычисляется допустимый предел надежности.

Расчетная нагрузка на колонную балку вычисляется следующим образом:

• Рассчитываются масса металлоконструкции и габариты.
• Оценивается нормативная сопротивляемость.
• Рассчитывается нормативная и предельная нагрузки.

Наиболее уязвимыми местами, подверженными деформации, являются углы поворота. При этом жесткость всей конструкции так же зависит от способа соединения двутавров, типа и марки стали. Для выполнения расчетов на деформацию, конструкторы пользуются несколькими методиками. По одной из формул величина нагрузки, действующей на опору, умножается на промежуточное значение пролета в третьей степени. Полученный результат делится на сумму инерционного момента и модуля гибкости, который рассчитывается на основании марки стали.

Момент инерции так же основан на типе применяемого материала. Эти характеристики отражены в правилах стандартизации. Результаты расчетов сравнивают со стандартными значениями и выбирают прокат, соответствующий необходимым требованиям.

Высокие качества колонных двутавровых балок К2, позволяют применять их не только в промышленности. Они так же широко используются в малоэтажном жилищном строительстве. При этом они обладают таким запасом прочности, что в проведении сложных расчетов при проектировании коттеджа нет необходимости.

Коротко о сортаменте колонных балок К2

На стадии проектирования делается расчет шага профиля по Сортамент – это типы изделий, которые обладают схожими параметрами и характеристиками. Колонные балки, которые предлагают сегодня производители заказчикам – это материалы, соответствующие ГОСТам, имеющие все разрешительные документы в которых определены все главные параметры и размеры.

Способы изготовления двутавров разнообразны. Главный метод – горячекатаный. Чаще всего балка имеет размеры от 4 до 12 метров. Различаются двутавры по следующим параметрам:

1. Точности изготовления (А - обычная или В - высокая).
2. Области предназначения.

Методики производства, технические и эксплуатационные характеристики учитываются каждым производителем двутавров. Все зависит от сорта металла и его массы.

Заказчик может и самостоятельно рассчитать необходимое количество двутавра и общую нагрузку на строящуюся конструкцию. К примеру, зная массу метра изделия и его длину, можно вычислить необходимый вес и, затем, уточнить нагрузку. Это довольно важно на стадии подготовки проектно-сметной документации и других сведений о строящемся объекте.