Чем больше нагрузка, тем больше и длина балочного пролёта. В строительстве балки применяются чаще всего как элемент междуэтажных перекрытий, колонн, мостов и эстакад. Классифицируются балки по различным особенностям: от внешней формы и расположения граней полок до особенностей производства и способов применения. Существует два основных типа двутавровых балок:
- Горячекатанная двутавровая балка
- Сварная двутавровая балка
Горячекатанная балка изготавливливается из стальной заготовки методом горячей прокатки
подробнее
О двутавровой балке
О сварной двутавровой балке и ее производстве
Двутавровая балка ― это один из основных видов профилей, применяемых в строительстве и вообще один из самых известных и широко распространённых видов профилей в мире. Двутавровая балка применяется в качестве несущего элемента перекрытий и колонных конструкций. Благодаря применению сварки, удаётся создавать балки разных типоразмеров, что при современной технологии производства невозможно реализовать в горячекатаных балках. Сварка балок двутавровых позволяет наиболее рациональным образом сочетать размеры и толщины полок с вертикальной стенкой. Варьирование разных толщин стенок и полок позволяет подобрать оптимальную площадь сечения балки и тем самым уменьшить вес балки и всей металлоконструкции в целом.
Сварная двутавровая балка обладает высокой жёсткостью при незначительном весе и по своим характеристикам значительно превосходит по жёсткости квадратный профиль и уголок.
Применяют при изготовлении сварной балки различные марок стали — когда, наиболее напряжённые участки балки, изготавливаются из стали повышенной прочности, а наименее напряжённые участки — из малоуглеродистой стали, что позволяет снизить стоимость балки, а возможность изготовления балок заданной длины, позволяет экономить на отходах.
О двутавровой балке …
Классификация горячекатаного двутавра
По форме сечения горячекатаный двутавр разделяют на две группы: с уклоном внутренних граней полок (изготавливается по ГОСТам 8239-89 и 19425-74 для специальных видов) и с параллельными гранями полок (ГОСТ 26020-83).
Двутавровая балка с уклоном внутренних граней полок
Продукция, производимая по ГОСТу 8239-89, имеет допустимый уклон граней не более 12%. Точность прокатки: повышенная («Б») и обычная («В»).
Балки специального назначения (ГОСТ 19425-74) используются для:
- «М» – сооружения подвесных путей (уклон внутренних граней полок не более 12%);
- «С» – армирования шахтных стволов (уклон может достигать 16%).
Технология изготовления сварных двутавровых балок
О сварной двутавровой балке и ее производстве
Металлические конструкции лучше возводить из сварной балки т.к. они экономически выгодны в строительстве зданий и сооружений. Использование сварных балок двутавровых, в качестве строительных металлоконструкций каркасов, даёт возможность не только облегчить элементы конструкции, имеющие неоправданно большой коэффициент запаса прочности, но и создать более экономичную форму опор и сечения отдельных элементов, тем самым уменьшить массу металлической конструкции. Процесс изготовления сварных двутавровых балок экономичен и успешно конкурирует с изготовлением балок способом прокатки.
подробнее
Дополнительные функции двутавра в частном домостроении
Сама перекрытие вовсе не обязательно должно состоять только из металлических двутавровых балок. Нередко их используют только в самых напряженных местах, а между металлическими частями устанавливают деревянные двутавры.
Почему так? Дело в том, что для сварки нужна высокая квалификация рабочих. Далее, в обычной литературе и интернет-сайтах нет того многообразия узлов и готовых схем конструкции для установки такого перекрытия, здесь действительно требуется грамотный инженер, и даже мы даем только рекомендации. Кроме того, металл обходится недешево. Да и качество сварки очень важно. Она должна работать долго, даже в условиях коррозии или перемены нагрузок.
Поэтому вот такой вариант не только имеет право на жизнь, но и достаточно практичен:
И, наконец, металлическая двутавровая балка нередко служит дополнительным функциональным элементов, который в любом хозяйстве имеет ценность:
Сварка двутавровой балки
О сварной двутавровой балке и ее производстве
Сварка двутавровой балки, способ сборки балки зависит от характера и конструкции применяемых приспособлений и запроектированного метода сварки поясных швов балки. Сварку длинных поясных швов выполняют автоматами под флюсом. Балку собирают из трех ее основных элементов (поясов и стенки), сваривают поясные швы автоматом, а затем устанавливают поперечные ребра жёсткости и приваривают их полуавтоматом или вручную. Сборку двутавровых сварных балок выполняют при помощи хомутов и прихваток или в специальном кондукторе. Большое распространение в настоящее время имеет так же автоматизированное оборудование для производства сварных двутавровых балок.
При сварке балки, применение флюса коренным образом улучшает протекание процесса сварки балки. Наличие пузыря из жидкого флюса, находящегося под давлением нерасплавленного флюса, устраняет разбрызгивание и разбрасывание жидкого металла и тем самым обеспечивает прекрасное формирование сварочного шва даже при силах тока до 3000—4000 а.
Если при открытой дугой сварке качественными электродами потери металла на угар и разбрызгивание достигают 20 — 30%, то при сварке под флюсом эти потери не превышают 1—2%. Под слоем флюса, при сварке под флюсом расплавленный металл остывает, что замедляет процесс остывания, что улучшает условия для выхода газов из расплавленного металла. Для сварки двутавровой балки применяют следующие виды сварочного оборудования:
подробнее
Примечания[ | ]
- ↑ 12
Чаир — сад и сенокос в горном лесу. Традиционное крымское поликультурное растительное сообщество | Зеленый Путь - Трубачёв О. Н.
Indoarica в Северном Причерноморье: Реконструкция реликтов языка. Этимологический словарь. М.: «Наука», 1999. - Галкина Е. С.
Тайны Русского каганата. М.: «Вече», 2002, с. 91 - Тавроскифы (неопр.)
.
ДОРОГОЙ ТЫСЯЧЕЛЕТИЙ ОЧЕРКИ О ДРЕВНЕМ КРЫМЕ
. ИЗДАТЕЛЬСТВО «КРЫМ» СИМФЕРОПОЛЬ (1969). - Архивированная копия (неопр.)
(недоступная ссылка). Дата обращения 19 марта 2022. Архивировано 2 апреля 2022 года. - Страбон VI, 4, 2
- Тацит XII, 17
- Аммиан Марцеллин XXII, 8, 33
Дефекты сварочных соединений
К дефектам в сварочном шве и околшовной зоне относятся различные отклонения от технологических параметров, вызванные небрежностью в работе, нарушением режимов и внешними причинами, часто не зависящими от сварщика.
К дефектам приводит и нарушение технологических приемов, как самого процесса сварки, так и некачественная подготовка свариваемых изделий, неисправность оборудования, отклонения от норм качества сварочных материалов, влияние погодных условий, низкая квалификация сварщика.
Возникновение дефектов часто связано с металлургическими и тепловыми явлениями, возникающими в процессе образования сварочной ванны и ее кристаллизации (горячие и холодные трещины, поры, шлаковые включения и т.д.). Эти дефекты снижают прочность и надежность сварного соединения, его герметичность и коррозионную стойкость. Все это может оказать значительное влияние на эксплуатационные возможности всей конструкции и даже вызвать ее разрушение. Дефекты сварочных швов могут быть наружными и внутренними. Наружные дефекты сварочных швов К наружным дефектам сварных швов относят нарушение размеров и формы шва, подрезы и другие отклонения, которые могут быть обнаружены при внешнем осмотре сварного соединения.
подробнее
Возможные деформации
В процессе самостоятельной сварки можно невольно допустить ошибки, которые в последствии приведут к деформации балки. Хорошо, если деформации проявятся до монтажа. Хуже, если балка прогнется, когда ее смонтируют. Ниже вы можете видеть картинку с рекомендациями по избеганию деформаций.
Как избежать большинства проблем? Ваше готовое сварное соединение не должно работать на растяжение. Это самое главное правило. Учитывая его в своей работе, вы сможете сократить вероятность деформации. Также после сварки двух частей подождите некоторое время, не нужно сразу же продолжать сварку. Так вы не будете накапливать в металле избыточное напряжение.
Резка листа для двутавровой балки
Сварная двутавровая балка изготавливается из штрипс (полос листового металла). Для резки листового металлопроката для двутавра на промышленных предприятиях широко применяются машины термической резки металлов.
Термической резкой называют обработку металла (вырезку заготовок, строжку, создание отверстий) посредством нагрева.
Термическая резка отличается от других видов высокой производительностью при относительно малых затратах энергии и возможностью получения заготовок любого, сколь угодно сложного, контура при большой толщине металла.
При резке окислением металл в зоне резки нагревают до температуры его воспламенения в кислороде, затем сжигают его в струе кислорода, используя образующуюся теплоту для подогрева следующих участков металла. Продукты сгорания выдувают из реза струёй кислорода и газов, образующихся при горении металла. К резке окислением относятся газопламенная (кислородная) и кислородно-флюсовая резка.
подробнее
Сборка двутавровой балки
О сварной двутавровой балке и ее производстве
Сварная двутавровая балка составляется из трёх длинных листовых элементов (двух поясов и стенки). В высоких балках ставятся ребра жёсткости для повышения устойчивости сжатых элементов. Основными швами в балках являются стыковые швы поясов и стенки и угловые швы, соединяющие пояса со стенкой.
При изготовлении сварных балок в цехах целесообразно сначала сварить стыки поясов и стенки, так как стыковые швы являются наиболее ответственными, поэтому для уменьшения остаточных напряжений варить их следует при отсутствии закреплений в свариваемых листах. При сборке пояса или стенки необходимо, чтобы продольные оси стыкуемых листов легли по одной прямой линии, смещение стыкуемых кромок из плоскости листов не выходило за пределы допустимых отклонений, и зазор был выдержан согласно чертежу.
Способ сборки балки зависит от характера и конструкции применяемых приспособлений и запроектированного метода сварки поясных швов.
В настоящее время сварку длинных поясных швов выполняют преимущественно автоматами под флюсом. Балку собирают из трёх её основных элементов (поясов и стенки), сваривают поясные швы автоматом, а затем устанавливают поперечные ребра жесткости и приваривают их полуавтоматом или вручную. Сборку сварных балок выполняют при помощи хомутов и прихваток или в специальном кондукторе.
подробнее
Особенности стыковки
В процессе монтажных работах нередко возникает необходимость стыковки двутавров. Соединение двутавровых балок может быть выполнено с помощью сварки, болтового соединения или комбинированным методом.
Стыковка с помощью сварки
Этот метод является наиболее распространенным, поскольку обеспечивает сохранение несущей способности конструкции и требует минимальных трудозатрат.
Способ 1
Торцы двутавров свариваются с металлической прокладкой. При таком способе стыковки разделка сварочных швов, как правило, не производится.
Способ 2
Второй способ предусматривает использование четырех накладок, которые привариваются к наружной плоскости полок и с обеих сторон стенки двутавра. Работы производятся в следующей последовательности:
- На торцевой кромке обоих профилей снимается фаска, обеспечивающая качественный провар. Балки тщательно позиционируют и сваривают по всему периметру.
- Далее следует заготовить усиливающие накладки, материалом для которых служит конструкционная листовая сталь. Ширина накладок привариваемых к полкам балок должна соответствовать ширине полки. Боковые накладки выкраивают таким образом, чтобы их высота не превышала высоту стенки.
- Готовые накладки укладываются непосредственно на сварной шов, фиксируются с помощью струбцин и привариваются со всех сторон. Накладки на стенки двутавра часто изготавливаются в форме ромба, это существенно упрощает проведение сварочных работ.
Поскольку сварные швы являются концентраторами напряжений, соединение двутавровых балок с помощью сварки применяется для балок, работающих в режиме умеренных нагрузок. Кроме, того, катет шва быстро стареет, что приводит к преждевременному разрушению конструкции. Чтобы этого избежать, места стыковки двутавров обрабатываются специальным грунтовочным составом.
Стыковка стальных двутавровых балок с помощью болтов
Этот метод стыковки особенно эффективен при монтаже мобильных конструкций, элементы которых приходится демонтировать и собирать вновь. К преимуществам разъемной стыковки можно отнести следующие факторы:
- сборка разъемных конструкций не требует высокой квалификации обслуживающего персонала;
- болтовое соединение не вызывает остаточной деформации профиля, нередко возникающей при проведении сварочных работ;
- контролировать качество стыковки существенно проще, чем проверять качество сварных швов;
- болтовые соединения удовлетворительно переносят ударные и вибрационные нагрузки.
К недостаткам такого соединения относятся:
- необходимость использования дополнительных укрепляющих элементов, что значительно увеличивает трудоемкость и металлоемкость работ;
- для обеспечения безопасности в процессе эксплуатации необходим постоянный контроль затяжки болтов, в противном случае, крепление может ослабнуть;
крепежные изделия, изготовленные из углеродистых сталей, довольно быстро поддаются коррозионному разрушению.
Комбинированный метод стыковки
Для создания длинномерных двутавровых балок практикуется сочетание болтовых и сварочных соединений. Стыковка проводится в следующем порядке:
- Стыкуемые двутавры соединяются, через накладки, крепежными изделиями, из высокопрочных и легированных марок стали.
- После установки крепежных изделий свариваются пояса.
- Технологические окна закрываются накладками и прокладками из листовой стали.
Для соединения деревянных двутавров могут использоваться металлические, деревянные и композитные накладки на стенки, размещаемые с обеих сторон балки. В роли крепежа применяются болты и винты, реже – саморезы или гвозди.
Принимая во внимание изложенные выше факты, можно сказать, что двутавровая балка является одним из самых востребованных профилей при возведении металлоконструкций. Способность выдерживать значительные механические нагрузки и малый удельный вес двутавра позволяют существенно повысить прочность и снизить металлоемкость конструкции
Подготовка листового металлопроката к производству сварной двутавровой балки
О сварной двутавровой балке и ее производстве
Зачастую листовой прокат, поступающий на производство от поставщика, имеет волнистости и выпучины. Для сборки балки необходимо использовать только прямые листы, соответствующие «УКАЗАНИЯМ ПО МЕТОДАМ ПРАВКИ ЭЛЕМЕНТОВ СВАРНЫХ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ» ГОСТ 23118-99, ГОСТ 21779-82.
Если лист не соответствует ГОСТ, для изготовления сварной двутавровой балки необходимо произвести операцию правки листа. Правкой называется операция по выправлению листового металла. Недостатки на деталях и заготовках из металла могут образоваться после термической обработки, сварки, пайки, а также после вырезки заготовок из листового металла.
Подробнее
Сфера применения
Как уже стало понятно, основным назначением металлической балки является прием и равномерное распределение нагрузки на несущие элементы конструкции. Согласно строительной практике и теории сопротивления металлов балки с Н-образной и Т-образной формой сечения обладают гораздо большей жесткостью и прочностью чем стальные профили с прямоугольным, квадратным и круглым сечением.
Металлический каркас, созданный с помощью тавровой или двутавровой балки, имеет жесткую структуру, обладает высокой механической прочностью и устойчивостью к внешним воздействиям. Дополнительные ребра жесткости позволяют сооружениям в течение долгого времени выдерживать колоссальные статические и динамические нагрузки.
Основные области применения металлоизделия:
- Строительство ангаров, производственных цехов, складских помещений, торгово-развлекательных центров;
- Возведение высотных объектов и малоэтажных зданий, выполнение кровельных работ, усиление межэтажных перекрытий и колонн;
- Довольно новым направлением считается возведение жилых зданий, в основании которых лежит металлический каркас;
- Строительство подвесных путей и крановых эстакад в производственных цехах и на строительных площадках;
- Армирование стволов шахт, сводов подземных тоннелей;
- Строительство мостов и эстакад.
Немаловажным фактором при проектировании здания является правильность расчетов и верный подбор материалов. Независимо от марки стали, формы сечения и типа балки расчеты выполняются по следующей схеме. Первым делом составляется расчетная схема с определением внутренних усилий. На основании результатов расчетов подбирается металлоизделие с оптимальными геометрическими параметрами и техническими характеристиками. Такой подход обеспечивает максимальную прочность и устойчивость конструкции при минимальных затратах. Именно по этой причине мы настоятельно рекомендуем обращаться за профессиональной помощью при необходимости возведения, даже казалось бы несложного навеса для автомобиля, не говоря уже о более серьезных конструкциях.
