Что такое двутавры: Зачем нужна стальная двутавровая балка?

Содержание

Зачем нужна стальная двутавровая балка?

Главная
Статьи
Зачем нужна стальная двутавровая балка?

Черный металл

: Статьи; Rating:

Отправить заявку 24/7

Пожалуйста, оцените Оценка 1Оценка 2Оценка 3Оценка 4Оценка 5

Балка двутавровая (двутавр) — это один из наиболее распространенных видов металлопроката. Данное изделие представляет собой горизонтальный брус из стали. В сечении оно имеет вид буквы «Н». Грани двутавровой балки располагаются под определенным углом или параллельно друг другу. Простота конструкции и надежность обуславливают повсеместное применение такой продукции. Ее цена в Москве зависит от ширины и длины профиля.

Где используется стальная двутавровая балка?

Стальная двутавровая балка, сделанная в соответствии с ГОСТ 8239-89, и балочные конструкции используются при строительстве гражданских, промышленных и общественных зданий. Они могут быть элементом:

кровли;
крановых эстакад;
колонн.

В жилом сегменте такие металлические изделия применяют в частном и общественном строительстве в качестве несущих конструктивных элементов. Целесообразно делать из них несущий каркас при больших пролетах (более 7 метров), в случаях, когда бетонные конструкции не выдержат предполагаемых нагрузок. Они подходят для создания междуэтажных перекрытий любых сооружений (в том числе тех, что имеют большие пролеты).

Незаменимы они при возведении мостов, наземных переходов, подвесных путей и других объектов, где присутствуют повышенные нагрузки от вертикального поперечного воздействия. Двутавр отлично выдерживает их во время эксплуатации и не чувствителен к влиянию атмосферных и механических воздействий. Даже через десятки лет он будет противостоять им.

Данный вид металлопродукции при воздействии силы испытывает не кручение, а деформацию на осевой изгиб. Он также успешно противостоит усадке возведенного здания. При установке двутавра значительно уменьшается масса несущих конструкций. Это значит, что, используя его, можно сократить затраты на строительство. Незначительный вес при чрезвычайно высокой жесткости также делает стальную двутавровую балку идеальным вариантом для армирования шахтных путей и создания основы под высоконагруженные строения. Это могут быть:

железнодорожные тоннели;
подвесные пути для кранов;
эстакады;
резервуары;
мачты;
подкрановые пути.

Двутавры часто используются для монорельсов, по которым катится висящий тельфер, и в тяжелом машиностроении, вагоностроении и других отраслях для создания различного оборудования. Такая балка может быть подвергнута гибке, резке или сварке, поэтому нередко применяется как элемент дизайна при оформлении строений.

Еще информация по теме:

Выгодные цены на стальные двутавровые балки

Двутавр. Виды и применение.Материалы и производство.Особенности

Двутавр, или двутавровая балка – вид металлопроката с Н-образной формой поперечного сечения. Форма изделия делает его устойчивым к высоким нагрузкам. Благодаря этому материал используется в строительной сфере в качестве несущего элемента, к примеру, при укладке перекрытий.

Длина двутавровой балки бывает в пределах 3, 6 и 12 м. На металлобазах и в строительных магазинах возможна порезка на другие ходовые размеры.

Двутавр благодаря форме имеет самую высокую удельную прочность среди всего строительного фасонного металлопроката. Это обусловлено наличием двух широких ребер жесткости. Они эффективно работают в обе стороны. Благодаря этому балка из двутавра при одинаковом весе на погонный метр, к примеру, со швеллером, согнется при гораздо большей нагрузке.

Высота балки может составить 100-1000 мм, ширина полок 55-400 мм. Столь широкий диапазон размеров вызван обширностью использования двутавра в строительстве. По уровню жесткости и прочности двутавровая балка может приравниваться к монолитному бруску металла аналогичного размера. При этом ее масса как минимум в 10 раз ниже. Благодаря меньшему весу ее легче транспортировать, укладывать в конструкции, она стоит дешевле.

Сфера применения

Двутавровые балки рассчитаны на нагрузку на изгиб и сжатие. Их применяют как при строительстве металлокаркасных сооружений, так и армирования кладки, бетона. Наличие двутавра предотвращает не равномерную усадку, образование трещин кладки, сдвига здания.

Двутавры нашли применение в каркасной технологии строительства деревянных домов. Балки используются в качестве ростверка под столбчатый фундамент. Они объединяют столбы в единое основание, поверх которого собирается каркасное строение уже из дерева. Двутавр полностью исключает прогиб основания в местах большей нагрузки. Давление строения распределяется равномерно по всем столбам.

Разбор сечения

Промышленностью производятся различные двутавровые балки Н-образного сечения, отличающиеся между собой по ряду параметров. Для оценки из качеств берутся во внимания размерные показатели отдельных поверхностей профиля, а также расчетные данные.

Они обозначаются латинскими буквами:

h — высота.
b — ширина.
s — центральное сечение.
t — сечение полки.
r — радиус.
A — площадь сечения поперечного среза.
Jx, Jy — моменты инерции.
Wx, Why — моменты сопротивления.
is, it — радиусы инерции.

Касаемо размерных показателей и толщины сечения, то эти параметры вполне понятны. Они измеряются в миллиметрах. Естественно чем шире и толще поверхности, тем крепче балка. Однако на жесткость и прочностные параметры влияют не только размеры, но и металл, из которого сделан двутавр. Два одинаковых по размеру изделия из разных сталей поведут себя при нагрузке по-разному. Чтобы их различать, также введены расчетные показатели: момент сопротивления и момент инерции. Эти величины показывают уровень сопротивляемости балки к деформации. То есть, при какой нагрузке та согнется. Оба показателя крайне важны при строительстве. Ориентируясь на них в проекте можно определить количество балок под ту или иную нагрузку.

Виды двутавра по форме сечения

Для разных строительных задач осуществляется производства двутавра с особенными формами торцевой части. По этому критерию балки разделяют на 4 вида:

С уклоном полок.
Обычный.
Широкополочные.
Колонные.

Балки с уклоном полок имеют внутренний скос на 8-10 градусов. Такое сечение обеспечивает прокат максимальными показателями прочности и жесткости. Он используется при строительстве, где подразумевается многотонная нагрузка.

Обычный двутавр имеет строго параллельные между собой полки. Угол между ними и центральной частью профиля составляется 90 градусов. Это незначительно, но снижает стойкость изделия к нагрузкам, и соответственно стоимость металлопроката. Такой материал принято обозначать в технической документации буквой «Б». Его используют для сооружения менее нагруженных конструкций. Применение нормального двутавра для проектов, где по расчетам должна использоваться балка «А», запрещено с уклоном полок.

Широкополочная двутавровая балка отличается более широкими полками. Их размер больше в 1,5 раза, в сравнении с нормальным прокатом. Это способствует увеличению жесткости и стойкости к нагрузкам на 40%. Широкополочная балка маркируется буквой «Ш».

Колонные двутавры являются самыми прочными, поскольку имеют еще более расширенные полки. Это способствует увеличению их прочности и жесткости на 100%. Материал может использоваться в качестве несущей конструкции перекрытия, так применяться как стоечный профиль при сооружении масштабных металлоконструкций.

Как делается двутавр

Двутавровая балка производится по двум технологиям:

Горячего проката.
Сварки.

Сложная форма сечения не позволяет изготавливать двутавровый профиль методом холодного проката. Ни один тип стали при столь сильной деформации не способен сохранить целостность. Большинство балок являются горячекатаными. Стальная заготовка разогревается докрасна и прокатывается через систему вальцов. Как следствие она деформируется, укатываясь до Н-образного сечения.

Производство методом горячего проката делает металл внутри двутавра не напряженным. Его структура изначально не стремится согнуться в сторону. Это во-первых снижает риск его прогиба под нагрузкой, а во вторых, минимизирует перелом при критической перегрузке.

Сварной двутавр составляется из 3-х полос. Они в свою очередь изготавливаются горячим прокатом и подгоняются под строгие размеры. Две узкие полосы используются в качестве полок, а одна широкая применяется как основа. Полосы свариваются между собой электросваркой под флюсом. Это дает очень прочное соединение, но уступающее по крепости горячему прокату, являющемуся полностью монолитным.

Материалы изготовления

Двутавровая балка может изготавливаться из разных типов сталей:

Углеродистые.
Строительные.
Низколегированные.
Для мостостроения.

Углеродистые стали применяются для изготовления 80% двутавра представленного на рынке. Их популярность обусловлена простотой обработки, и оптимальным соотношением затрат на производство, и получаемой прочностью. Они имеют нормальные показатели стойкости к температурным колебаниям, отличаются умеренной скоростью коррозии.

Строительные стали представлены марками С235, С245 и С255. В них присутствует гораздо меньше примесей, что способствует большей устойчивости к нагрузкам, в частности деформации или слому. Их применяют для строительства тяжелых несущих конструкций.

Низколегированные прокатные стали отличаются большей устойчивостью к динамическим нагрузкам. Это делает возможным их использовать при кораблестроении, для изготовления вертолетных площадок и прочих конструкций, на которые может оказываться резкое давление.

Стали для мостостроения применяются для изготовления двутавра особенно ответственных конструкций. Они выдерживают максимальное количество циклов динамической нагрузки. Кроме мостов, их применяют для армирования небоскребов. Такой двутавр служит долго и надежно. Также для него характерна замедленная коррозия.

Прочность двойного тройника

Эван Герли и Кайла Хэнсон, P.E.

Что произойдет, если дорожные барьеры весом 4400 фунтов будут установлены поверх двойного тройника из сборного железобетона шириной 10 футов и длиной 60 футов? Инженеры, сборщики сборных железобетонных изделий и студенты собрались в апреле 2014 года на заводе Colorado Precast Concrete в Лавленде, штат Колорадо, чтобы выяснить это.

Фото предоставлено сотрудниками NPCA.

Что такое тройник?

Как следует из названия, сборный предварительно напряженный двойной тройник напоминает две заглавные буквы T, расположенные рядом. Две вертикальные секции опор называются стенками или стержнями, а горизонтальная секция известна как палуба или фланец. Двойные тройники обычно изготавливаются на станинах с предварительным натяжением длиной от 200 до 500 футов, хотя некоторые производители используют станины разной длины. Станины изготавливаются в той же ориентации, что и двойные тройники, которые должны быть установлены в полевых условиях (штоки и нижние поверхности фланцев обработаны по форме, а верхняя поверхность обработана вручную).

Предварительно напряженные элементы располагаются в формах и подвергаются напряжению перед заливкой. Эти сухожилия состоят из тросов с высокой прочностью на растяжение, как правило, из нескольких прядей. Фланец каждого двойного тройника консольно выступает из штока. Затем во фланец помещается обычная арматурная сталь, чтобы противостоять растягивающим напряжениям. Армирующая сталь также помогает противостоять напряжениям изгиба от внеплоскостных нагрузок и обеспечивает защиту от растрескивания при усадке при высыхании.

После того, как бетон, залитый в опалубку, достигает заданной прочности на сжатие, концы арматуры обрезаются, подвергая стержни сжатию.

Это сжатие укорачивает нижнюю часть двойного тройника, что приводит к восходящему изгибу, который противодействует постоянным нагрузкам, динамическим нагрузкам и прогибу при ползучести.

После того, как двойные тройники сварены, стыки двойных тройников обрабатываются и, если применимо, наносятся покрытия. Гидроизоляционные мембраны также могут использоваться для защиты двутавра от проникновения воды.

Фото предоставлено сотрудниками NPCA.

Двойные тройники обеспечивают большую гибкость при проектировании и строительстве, где они являются идеальным выбором для конструкций, требующих длинных, непрерывных пролетов и высокой несущей способности. Конструкция предварительно напряженного двойного тройника позволяет настилу действовать как единое целое с надстройкой, поскольку предварительно напряженные двойные тройники имеют монолитную конструкцию настила и штока. Интегральная конструкция обеспечивает более жесткий элемент, а экономящая материал форма снижает собственную нагрузку.

Этот тип конструкции изначально предназначался для зданий и гаражей, но также был интегрирован в конструкцию дорожных конструкций.

Типовые размеры предварительно напряженных двойных тройников:

Глубина штока: 12-34 дюйма (до 5 футов)
Ширина фланца: 8-10 футов (до 15 футов)
Длина пролета: 25–55 футов (до 80 футов и более)

Под давлением

17 апреля 2014 года северное отделение Ассоциации инженеров-строителей штата Колорадо провело мероприятие по испытанию нагрузки двойного тройника на заводе Colorado Precast Concrete в Лавленде, штат Колорадо. Полноразмерный двойной тройник 10DT24+2 (см. «Расшифровка двойного тройника»), разработанный для типичного элемента пола гаража, был испытан под нагрузкой для определения характеристик. Компания Stresscon из Колорадо-Спрингс предоставила для демонстрации двойной тройник шириной 10 футов и длиной 60 футов.

Двойной тройник был загружен до рабочего уровня, 85%, предельного, 110% и отказа. Процедуры испытаний точно соответствовали процедурам, изложенным в главе 20 ACI 318 «Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону», за исключением 24-часового времени приложения нагрузки и измерения отклика, которые были результатом временных ограничений.

Цель испытаний состояла в том, чтобы определить конструктивные характеристики обычного двойного тройника, разработанного для типичного элемента пола гаража, при демонстрации прогиба и отскока. Двойной тройник был загружен 4400-фунтовыми дорожными ограждениями для пяти различных фаз нагрузки, где расчетная эксплуатационная нагрузка была определена как 29,300 фунтов. Барьеры были нагружены на двойные тройники с весами, соответствующими пяти различным фазам.

Тройник

Сегодня двойные тройники являются идеальным решением для проектов, связанных с мостами, парковочными площадками, напольными и кровельными системами, промышленными зданиями и многим другим. Независимо от области применения, двойные тройники охватывают большие расстояния и работают на более высоком уровне, чем когда-либо прежде.

Эван Герли и Кайла Хэнсон, ЧП являются инженерами технических служб с NPCA. 9№ 0064

Боковая планка – Двойной тройник Преимущества

Двойные тройники из предварительно напряженного железобетона обладают многими преимуществами, что делает их подходящими для строительства приподнятых парковочных площадок, а также в качестве основы для гидроизоляции, кровельных систем и зданий. Сочетание прочной арматурной стали и глубины ножек/стержней позволяет двойному тройнику выдерживать нагрузки на больших пролетах. Благодаря эффективному поперечному сечению и высокому модулю упругости сборные двойные тройники рассчитаны на пролет 80 футов и более.

К дополнительным преимуществам относятся:
Низкая начальная стоимость проекта и минимальное обслуживание в течение всего срока службы изделия.
Более быстрое изготовление и монтаж, ускорение процесса строительства по сравнению с монолитными конструкциями.
Более высокая прочность и звукостойкость, в том числе способность противостоять ветру, дорожной соли, землетрясениям и даже огню.

Раствор без колонки.
Упрощенная рама, дизайн и конструкция.
Встроенные отверстия для сервисных труб/каналов.
Возможно использование сборных элементов в раме.
Справочные материалы
ACI 318 – Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону
Диаграммы нагрузки
Следующие диаграммы в формате PDF сопровождают Таблицу 1 выше.
Фаза 2 Свободный корпус
Фаза 2 Сдвиг и момент
Фаза 5 Свободное тело
Фаза 5 Сдвиг и момент
Свободные опоры для тела
Двухтавровый сборный железобетон, двухтавровая бетонная плита, двутавровые балки
СБОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЦЕЛОСТНОСТЬ
Nitterhouse занимается производством инновационных бетонных изделий, которые обеспечивают превосходные характеристики, доступность и устойчивость. Наши сборные двойные тавровые балки и системы перекрытий обеспечивают множество преимуществ в различных строительных проектах и применениях. Инженеры, строители и подрядчики получают изготовленную по индивидуальному заказу систему двутавровых перекрытий, которая гибка в планировании, проста в установке и обеспечивает исключительно длительный срок службы. 9№ 0005
Двойной тройник из сборного/предварительно напряженного бетона является фаворитом среди проектировщиков парковочных конструкций. Очень популярная двухтавровая система перекрытий является отличным выбором для экономичной и надежной системы пола или крыши на других типах конструкций. Имея пролет до 75 футов, плавательные бассейны, спортивные залы и производственные предприятия одинаково выиграют от возможного открытого пространства.
Свяжитесь с Nitterhouse Concrete сегодня
ДВОЙНОЙ ТРОЙНИК НАСТРОЙКИ НА ЗАКАЗ БЕТОН
Как семейный производитель бетона с опытом работы в отрасли, с 1923 года мы обладаем опытом и широкими возможностями, позволяющими адаптировать нашу продукцию к конкретным требованиям вашего проекта.
Двойные тройники Nitterhouse из предварительно напряженного бетона производятся различной ширины, длины, глубины и огнестойкости. Их также можно указать с отделкой USDA на нижней стороне для применения в пищевой промышленности. Независимо от объема вашей работы или спектра задач, наши мастера изготовят сборные двухтавровые балки по индивидуальному заказу, которые обеспечивают оптимальную эффективность и результативность.
ПРЕИМУЩЕСТВА СБОРНЫХ ДВОЙНЫХ ТРОЙНИКОВ:
Сборные двойные тройники из бетона прочны и долговечны, сохраняя свою ценность и внешний вид с течением времени. Дополнительные преимущества использования сборных двутавровых балок Nitterhouse включают:
материал ecoSmart – Внесите свой вклад в защиту окружающей среды, выбрав строительный материал ecoSmart, который производится для снижения вредных выбросов парниковых газов.

Гибкие размеры – Проектируйте с дополнительной свободой, выбирая бетон с двойным тавром, который можно настроить в соответствии с вашими спецификациями и предлагает исключительные возможности пролета.
Низкие эксплуатационные расходы – Двойные тройники из сборного/предварительно напряженного бетона производятся для поддержания внешнего вида при минимальных требованиях к техническому обслуживанию.
Долгий срок службы – Сборные двухтавровые железобетонные конструкции отличаются прочностью, гибкостью и исключительной устойчивостью к износу и ударам.
Сокращение сроков строительства – Быстрая доставка и упрощенная установка делают сборный железобетон разумным выбором для строителей, стремящихся завершить проекты вовремя и в рамках бюджета.

Круглогодичное производство и строительство – Наши современные производственные мощности и бригады работают 12 месяцев в году, чтобы максимально гибко планировать ваш проект.
Превосходная грузоподъемность – Исключительные инженерные решения и новейшие технологии гарантируют, что наши сборные двухтавровые плиты и балки обеспечивают впечатляющую грузоподъемность и прочность.

Что такое двутавры: Зачем нужна стальная двутавровая балка?