Характеристики, виды и размеры двутавров

Виды двутавров по способу производства

Производственные технологии – горячая прокатка и сварка. Наиболее распространены горячекатаные изделия, обладающие повышенными прочностными характеристиками.

Горячая прокатка – высокопроизводительный процесс, осуществляемый на автоматизированных рельсобалочных станах. При соблюдении техпроцесса и использовании качественного подката (слябов или квадратов) после горячей прокатки получают продукцию с размерами и другими характеристиками, соответствующими нормативной документации. Минусами горячекатаной продукции являются:

• присутствие окалины на поверхности;
• при использовании черных сталей – низкая коррозионная стойкость и необходимость покрытия поверхности эффективными антикоррозионными составами: ЛКМ или цинк-содержащими;
• значительное снижение несущей способности по мере увеличения длины пролета.

Менее распространены сварные двутавровые балки, которые применяют при невысоких нагрузках, а также при возможности сэкономить металл благодаря изготовлению изделий с переменным сечением или при использовании двух или более марок стали.

Разновидности горячекатаного двутавра в зависимости от применяемых марок стали

Материал для изготовления двутаврового проката выбирают в соответствии с запланированными климатическими условиями, характером и величиной нагрузок. Возможные варианты:

• В массовом производстве двутаврового проката, рассчитанного на эксплуатацию в стандартных климатических условиях и при умеренных нагрузках, используют углеродистые стали обыкновенного качества. Их характеристики регламентирует ГОСТ 380-2005. По степени раскисления их делят на спокойные (наиболее качественные), полуспокойные и кипящие. В современном производстве из сталей, соответствующих ГОСТу 380-2005, изготавливают примерно 80 % металлопродукции благодаря сочетанию умеренной стоимости и неплохих эксплуатационных характеристик.
• Строительные стали, соответствующие ГОСТу 27772-2015. Такие марки для фасонного и сортового проката отличаются повышенным качеством, по сравнению со сталями, выпускаемыми по ГОСТу 380-2005, благодаря строгим требованиям к химсоставу.
• Низколегированные стали, из которых изготавливается прокат повышенной прочности, соответствующий ГОСТу 19281-2014. Эти сплавы легированы небольшими количествами алюминия, кремния, марганца. Продукция из низколегированных сталей более устойчива к динамическим нагрузкам и низким температурам эксплуатации.
• Конструкционные легированные стали для мостостроения используются для металлопроката, соответствующего ГОСТу 55374-2023-12.

Виды размеров двутавра в соответствии с новыми нормативными документами

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии приняло решение об отмене с 30.11.2018 года действия двух металлургических стандартов, регламентирующих производство двутавровых балок:

• ГОСТ 8239-89 – регламентировал размерные характеристики двутавра с уклоном внутренних граней полок;
• ГОСТ 26020-83 – определял сортамент двутавра с параллельными гранями внутренних полок.

ГОСТ 26020-83 был заменен ГОСТом Р 57837-2017, определяющим ТУ на горячекатаную балку с параллельными внутренними гранями полок. Новый нормативный документ полностью учитывает современные достижения науки и техники, передовой российский и зарубежный опыт. Выпуск двутавровой балки с уклоном внутренних граней на сегодняшний день законодательно не отрегулирован.

Классификация двутавров с параллельными внутренними гранями полок по геометрическим характеристикам

Сортамент нового ГОСТа Р 57837-2017 полностью соответствует сортаменту СТО АСЧМ 20-93 – еще одного стандарта, ранее действующего параллельно с ГОСТом 26020-83. В маркировке металлоизделий с двутавровым профилем, согласно ГОСТу, указываются:

• номер– характеристика, которую определяет высота стенки (h) двутавра;
• буква – характеризует тип конструктивному исполнения;
• индекс – чем он выше, тем массивнее поперечное сечение.

Помимо высоты стенки сечение двутаврового профиля характеризуют: толщина стенки (s), ширина полки (b), толщина полки (t). По конструктивному исполнению различают изделия – балочные, широкополочные, колонные, свайные.

Балочные

Высота стенки балочного нормального двутавра, обозначаемого в маркировке буквой Б, значительно больше ширины полок. Основная область применения балочного двутавра – обустройство конструктивных систем, работающих на изгиб, создание решетчатых балочных систем. Продукцию также применяют при обустройстве крыш, лестниц, для армирования фундамента.

Таблица размерных характеристик балочного нормального двутавра

Балочные широкополочные

Ширина полок широкополочной двутавровой балки близка высоте стенки. Широкополочный профиль выдерживает усилия на 40 % выше по сравнению с нормальной балкой. Такие изделия, как правило, применяют в случаях, когда нужно обеспечить значительную площадь опирания конструкций на профиль или, наоборот, балки на базовую поверхность. Они востребованы при перекрытии крупногабаритных помещений плитами перекрытия, длина которых немного меньше расстояния между несущими стенами.

Таблица сортамента балочного широкополочного двутавра

Колонные

Ширина полок колонных двутавровых балок относится к высоте стенки, примерно как 1:1. Такой прокат очень устойчив по вертикальной оси. Его применяют в конструкциях, испытывающих усилия сжатия, растяжения, сжатия с изгибом. Сферы использования колонного двутавра – изготовление стержней массивных крупногабаритных ферм, вертикальных колонн и опор, устанавливаемых на строящихся объектах гражданского, промышленного, сельскохозяйственного или складского назначения. Этот прокат не требует сложной обработки и применения дополнительных крепежных элементов. Такие балки могут разрезаться вдоль вертикальной оси для устройства решетчатых конструкций.

Таблица сортамента колонного двутавра

Свайные

Это самая маленькая категория, включающая всего 14 типоразмеров. Продукция отличается массивным поперечным сечением. Высота стенки примерно равна ширине полок, а толщина стенки – толщине полок. Свайный двутавровый металлопрокат способен воспринимать высокие нагрузки.

Таблица сортамента свайного двутавра

Дополнительные балочные и колонные

Изделия из дополнительных серий имеют в начале маркировки букву Д. Их наличие позволяет подобрать балку, оптимально соответствующую запланированным условиям эксплуатации.

Таблица сортамента дополнительного балочного двутавра

Таблица сортамента дополнительного колонного двутавра

Основные характеристики двутавра с уклоном внутренних граней полок

Ранее производство этой продукции регламентировал ГОСТ 8239-89. Сегодня он отменен, но, поскольку новый норматив не принят, в определенных случаях пользуются старой нормативной базой. Отличие этого Н-образного профиля заключается в том, что внутренняя грань полки образует со стенкой небольшой угол. Такая продукция востребована в качестве элементов крыш, крановых эстакад, подвесных путей. Она применяется для армирования крупногабаритных бетонных конструкций.

Таблица сортамента двутавра с уклоном внутренних граней полок