Какие бывают двутавровые балки. Балки и балочные конструкции. Общая характеристика. Преимущества и недостатки использования Н-профиля
Наиболее востребованным видом продукции является балка стальная , информацию о которой мы попытаемся как можно подробнее изложить на этой странице нашего сайта.
Балка, двутавровая балка
Балка изготавливается чаще всего из углеродистой стали, раже из низколегированой. Широко используется в гражданском и промышленном строительстве. балки классифицируются по своему основному назначению: к примеру - балка колонная (К), балка для подвесных путей (М), а также по способу производства (балка стальная горячекатаная). Балки отличаются и по таким характеристикам, как толщина стенки и полки и расположение граней полок. Сортамент балки соответствует ГОСТу 8239-89, ГОСТу 19425-74, ГОСТ 26020-83 и СТО АСЧМ 20-93.
Двутавровая балка имеет сокращённое наименование - двутавр , которым чаще всего и называется это изделие. Такое изделие имеет сечение в форме буквы "Н". Двутавровая балка производится двумя способами: горячий прокат и сварка. более популярной и востребованной считается балка, произведенная методом горячей прокатки, то есть двутавровая балка горячекатаная. Поэтому в нашем ассортименте преобладают двутавры стальные горячекатанные.
Двутавровая стальная балка довольно выгодно отличается от других видов балок - она значительно превосходит их по прочности, степени износостойкости. Двутавровая балка отлично переносит температурные изменения и её можно применять в строительстве зданий, в которых не предполагается постоянное отпление помещений.
Где нашла применение двутавровая балка
Балка - это очень важный для строительства, как промышленного, так и гражданского, вид металлопроката. Часто именно она является основой всей металлоконструкции. Двутавровая балка широко используется в строительстве колонных конструкций, перекрытий, мостов, эстакад, шахт и прочих конструкций, которые должны быть высокопрочными и выдерживать большие нагрузки. Стальные балки используются и в других отраслях, например в машиностроении, вагоностроении.
Каких размеров и видов бывает двутавровая балка
Двутавровая балка бывает различной длины - минимальная длина балки - 4 метра, максимальная - 12 метров. Балка имеет высоту от 10 до 100 сантиметров. Какой длины и высоты будет балка, зависит от её предназначения.
Внутренние грани полок балки могут быть параллельными и располагаться под уклоном. Виды балок с уклоном граней полок:
- Балка обычная
- Балка специальная
Уклон граней обычной балки не должен превышать 12 % (минимальная его величина 6%). Специальная балка бывает двух типов, которые принято обозначать буквами: С и М. Балка типа С применяется в строительстве стоек шахт, а также с её помощью армируются стволы шахт. Для строительства подвесных путей используется двутавровая специальная балка типа М.
Балка, имеющая параллельные грани полок, бывает следующих видов:
- Балка нормальная (тип Б; например - балка 20 Б1, балка 30 Б2, балка 40 Б1)
- Балка широкополочная (тип Ш)
- Балка колонная (тип К)
- Балка немерной длины
- Балка мерной длины
- Балка длины, которая кратна мерной
- Балка длины, которая кратна мерной, с остатком до 5 %
Двутавровая балка может различаться по прочности, исходя из чего формируется ее конечная стоимость. Заказать балку со склада с доставкой, Вы можете позвонив по номерам телефонов, указанных на сайте. Приобретая это изделие у нас, Вы можете быть уверены в том, что нужные Вам позиции всегда есть в наличии на складе, а это значит, что поставки будут реализованы в кратчайшие сроки. Мы будем рады сотрудничеству с Вами.
Балка – это, в строительстве, не только опора настилов для полов и межэтажных перекрытий, но и элемент, выполняющий функции скрепления всей конструкции строения, придания ей необходимой жёсткости. В перечне применяемых в строительстве материалов и изделий можно найти много возможных вариантов для изготовления балок перекрытий. Но к основным и наиболее часто применяемым видам несущих балок относят металлические, железобетонные и деревянные.
Балки перекрытия из дерева должны соответствовать таким требованиям, как прочность, жесткость, пожарная безопасность. Расчет балки производится в зависимости от выбранного материала.
Балка - это ключевой фрагмент перекрытия, назначение которого – разделять этажи в доме, а также нести и распределять нагрузку от расположенных вверху составляющих – стен, крыши, коммуникаций, мебели, деталей интерьера.
Преимущества балок из древесины:
низкая трудоёмкость при монтаже в сравнении с металлическими или железобетонными аналогами;
доступность цен на материалы из древесины;
быстрый монтаж без применения дорогостоящих механизмов и инструментов;
эстетичный внешний вид;
малый вес;
ремонтопригодность.
Недостатки балок из древесины:
без специальной защитной пропитки горючи;
низкая прочность по сравнению с железобетонными или металлическими балками;
подвержены воздействию влаги, грибка и живых организмов;
могут деформироваться от перепадов температур.
Виды деревянных балок перекрытий
Деревянные балки перекрытия классифицируют по типу сечения, материалу и размерам.
Длина балок перекрытия зависит от расстояния между стенами. К этой величине нужно прибавить запас для опирания на стену - обычно добавляют 200-250 мм с каждой стороны..
По сечению деревянные балки делят на следующие типы:
квадратные;
прямоугольные;
двутавровые;
круглые или овальные.
Квадратное сечение балки считается самым невыгодным, поскольку оно меньше всех подогнано под эпюру усилий в элементе.
Для справки! Эпюры усилий - графическое отображение изменение внутренних усилий по всей длине бруса. Применяются при расчетах допустимых нагрузок.
Наиболее оптимальным вариантом при выборе деревянных перекрытий являются балки с прямоугольным сечением, при этом их короткую сторону располагают горизонтально, а длинную – вертикально, поскольку на прочность лучше влияет увеличение высоты, чем ширины.
Двутавровое сечение балки перекрытия представляет собой уширенные элементы в нижней и верхней частях, а в середине уменьшенное до максимально возможных размеров. Этот вариант сечения существенно сокращает расход древесины и позволяет рационально ее использовать.
Двутавровые деревянные балки купить будет не так просто, поскольку они отличаются сложной технологией изготовления. По этой же причине их в строительстве можно встретить редко.
Деревянные балки круглого или овального сечения используются, как правило, для устройства чердачных перекрытий. В зависимости от диаметра, круглые балки имеют высокую устойчивость на изгиб. Кроме того, обязательно надо учитывать, что балки перекрытия деревянные, размеры имеют достаточно ограниченные. Их максимальная длина составляет 7,5 п. м.
По материалу деревянные балки перекрытия классифицируют на следующие виды:
из цельного бруса или доски;
из клееного бруса.
На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу проектирования домов . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».
Использование досок и цельного бруса в балочной конструкции
Обычная доска или цельный брус могут быть длиной не более чем на 4–6 м, а это почти в два раза меньше расстояния, с которым справляется клееный брус.
Строители часто изготавливают балки из скреплённых между собой досок сразу на объекте. По качеству и прочности они могут намного превосходить цельную балочную конструкцию. Кроме того, можно варьировать толщину балок количеством стягиваемых между собой досок.
Соединения выполняются при помощи болтов с гайками и резиновыми или пластиковыми шайбами. Они предотвратят попадание на металлический крепёж влаги и последующей коррозии и не дадут гайке врезаться в древесину при затягивании.
Если нужно повысить длину или прочность цельных балок, то их скрепляют между собой и обычно это делается вручную при монтаже перекрытий. Клееный брус изначально состоит из нескольких еще на предприятии склеенных между собой брусков. Толщина клееного бруса задаётся количеством слоёв склеиваемого под прессом материала. Таким способом древесине придаются дополнительные прочностные качества, балка из клеенного бруса может быть длиной до 12 метров.
Все качества древесины после склеивания брус сохраняет, то есть прекрасно гвоздится, пилится, режется. Вот только стоят клееные деревянные балки перекрытия гораздо дороже, поэтому перед тем, как остановить на них свой выбор, надо задуматься - оправдывает ли цель средства. Часто такая разновидность балок используется для создания арочного перекрытия.
Древесина для изготовления балок перекрытия
Для несущих балок перекрытий небольших домов и строений используется в подавляющем большинстве случаев древесина хвойных деревьев.
Но категорически отвергать использование местных пород древесины не стоит. Издавна в степных районах, где хвойных деревьев нет, применяются дуб, акация, клён. Главным требованием к ним является влажность с оптимальными показателями 12–14 %.
В чердачных перекрытиях, где всегда по определению должно быть сухо и обеспечена циркуляция воздуха, балки из древесины местных пород с годами становятся лишь прочнее, по рабочим характеристикам не уступая металлическим балкам.
О качестве и прочности деревянных балок перекрытия
Проектировщики в расчётах балок перекрытия закладывают стройматериалы с заданными характеристиками и нормами эксплуатации, опираясь на законы прикладной механики и сопромата. Зная это, возникает вопрос: как обходились без этих знаний строители индивидуальных домов лет сто назад? При этом построенные ими дома здравствуют и поныне.
Объяснение простое: они оставляли намного больший запас прочности используемым материалам. Чуть позже, советские ГОСТы сознательно рассчитывались и утверждались с большими, иногда до 100% запасами прочности. Это неэкономно, иногда громоздко и вычурно, но надёжность была в приоритете, и всегда останется важнейшим показателем в строительстве. Сегодня подобная практика заменяется точным расчетом деревянной балки - это позволяет не переплачивать за излишнюю, невостребованную прочность.
Сравнение со старыми способами выглядело бы неуместно в описании балок перекрытий, если бы не одно обстоятельство.
Покупая на рынке брус или балку определённого размера, с предварительно рассчитанными характеристиками, частный застройщик без большого опыта зачастую приобретает не тот материал, который гарантирует надёжность.
Множество на первый взгляд незначительных нюансов могут свести на нет все расчёты:
большая влажность;
безответственное хранение;
скрытые дефекты;
пересортица;
плохие линейные геометрические параметры;
заранее обусловленные болезни древесины.
Вывод и выход здесь один: рынок всегда попытается обмануть начинающего строителя, поэтому лучший способ сэкономить - это доверить работу профессионалу.
Основные исходные положения для расчёта размеров
Перед началом монтажа деревянных балок следует их обрезать до необходимых размеров либо провести сращивание.
Торцы балок заглубляются в стены как минимум на 15 см, с заделкой или без неё.
Толщина несущих стен здания обычно не менее одного кирпича, или 25 см, при использовании стеновых блоков – 20 см. Это означает, что опирающиеся на стены торцы балок будут защищены от внешнего атмосферного воздействия.
Для клееной балки можно уменьшить запуск в стены до 10 см. В крайнем случае, балки могут заходить на глубину 7 см, но материал используемого бруса должен быть самого хорошего качества.
Видео описание
Подробнее о том, как произвести расчет деревянных балок перекрытий, смотрите на видео:
Прогоны, пролёты, шаг, анкеровка: 10 основных понятий и условий монтажа
Балки перекрытий являются несущим элементом, это основа прочности всего сооружения.
Схема балок с пролётом (длиной балки) 6 м и менее предполагает нагрузку от веса заполнения между балок и пола.
Балки укладываются в направлении, параллельном меньшей стороне пролёта. Расстояние между балками, называемое шагом, зависит от материала и сечения.
Шаг балок в зависимости от их вида: дощатые – от 60 до 80 см; из бруса – от 60 до 100 см; из бревна и клееного бруса – от 60 до 120 см.
Пролёты более 6 м перекрываются балками (прогонами) с крупным сечением.
Сечение деревянных балок определяется расчётом, на практике его высота находится в диапазоне 4–5% от длины пролёта.
Для скрепления стен и перекрытий концы балок либо анкеруют в стены, либо применяют стальные связи.
Возможен шаг анкеров через одну балку, но не реже.
В помещениях с высокой влажностью балки потолка должны оставаться открытыми.
Для устройства полов по балкам укладываются дощатые либо из бруса лаги, к ним прибиваются доски пола.
Для расчета нужно знать расстояние между балками, ширину пролета и нагрузку на конструкцию Источник piorit.ru
Как рассчитать
Чтобы произвести расчет балок перекрытия из дерева, калькулятор онлайн требуется не всегда. Достаточно знать несколько формул и следующие данные:
длину деревянной балки перекрытия (расстояние между несущими стенами);
расстояние между балками (их шаг);
нагрузку на конструкцию.
Расчет балок перекрытия позволит не сомневаться в жесткости и прочности конструкции, определит максимальную длину, допустимую при том или ином сечении.
Видео описание
Почему лопнула балка перекрытия, смотрите на видео:
Для того чтобы узнать нагрузку на конструкцию, необходимо сложить переменное значение и постоянное. Последнее включает в себя предварительную массу самих балок, утепление, подшивку потолка, черновой и чистовой пол. К временной относится масса мебели и людей – примерно 150кг/м2 – согласно нормативным документам жилых помещений.
Для чердака значение временной нагрузки может быть меньшим, но лучше не рисковать, и при расчетах использовать такую же. Так вы обеспечите определенный запас прочности и в будущем при желании сможете оборудовать мансарду в чердачном помещении без реконструкции несущих элементов.
Расчет деревянной балки производят по таким формулам:
Mmax = (q*l2)/8;
Wтреб = Мmax/130.
q - это нагрузка на кв. м перекрытия, включающая массу конструкций и 150 кг полезного значения. Указанные величины нужно умножить на расстояние между балками, поскольку для вычислений нужно нагружение на погонный метр, а изначально величина рассчитана на квадратный.
l2 - расстояние между несущими стенами, на которые опирается прогон, взятое в квадрате.
Зная Wтреб, можно подобрать сечение перекрытия. W = b*h2/6. Зная W, составляется уравнение с одной неизвестной. Здесь достаточно лишь задать одну геометрическую характеристику b (ширину сечения) или h (его высоту).
Это важно! Несмотря на кажущуюся простоту расчетов, лучше не доверять их людям без профильного образования, так как цена ошибки может быть очень высокой.
Балки металлические: традиционная надёжность
Когда у застройщика возникает возможность и запрос на более амбициозное и габаритное строительство, он применяет металлические балки перекрытия различного сечения: уголок с разными размерами полок, швеллер, тавр, двутавр. Если исключить возможность коррозии металла, то по прочности таким балкам нет замены. Но применение металла в индивидуальном жилищном строительстве ограничено и ещё рядом показателей:
с металлом тяжело работать на высоте;
необходимы специальные механизмы для монтажа;
сварка, резка металла и защита его от коррозии – это дополнительные расходы;
высокая стоимость материала;
балки металлические подлежат утеплению со стороны чердака.
Есть у металлических балок и положительные моменты:
они не горят;
долговечнее;
металлические пролёты можно устраивать длиннее и расстояние между балками перекрытия делать больше;
виды балок металлических отличаются большим разнообразием и позволяют создавать практически любые по сложности конструкции.
Заключение
Выбор вида перекрытия, материала для балок, тщательная подготовка проекта, расчёт нагрузок, в том числе и с применением онлайн калькулятора – это всё приятные заботы, которые можно смело переложить на плечи профессионалов. И тогда об этих заботах будет приятно вспомнить через года, наслаждаясь уютом и комфортом в хорошем добротном доме.
Балка металлическая относится к особому виду сортового металлопроката и применяется в основном для создания большепролетных конструкций промышленных зданий, что позволяет значительно снизить общую нагрузку на основание строения. Сегодня это одна из важнейших составляющих любых рабочих площадок, мостов, перекрытий и других видов металлоконструкций.
Каждый вид этого изделия имеет свои индивидуальные характеристики, что позволяет сделать правильный выбор. Он должен соответствовать требованиям, предъявляемым к техническим характеристикам для возможности создания необходимой конструкции. В современном строительстве балка металлическая широко применяется. Ее выбор осуществляется по таким критериям, как размер стенок, полок и вид.
Изготавливается балка металлическая в двух основных видах. Главное отличие заключается в различной форме ее сечения - это тавровая балка и двутавра. Тавровая балка, если посмотреть с торца, напоминает букву «Т», в то время как двутавровая - букву «Н» или сдвоенные перевернутые буквы «Т», за что впрочем, она и получила свое название. Основная область применения обеих - в качестве несущих перекрытий зданий и сооружений различного предназначения.
В строительстве балка металлическая помогает перераспределить нагрузку на несущие конструкции. Они затем равномерно передают ее на металлическая представляет собой своеобразный скелет здания, который постепенно наполняется другими конструктивными строительными материалами. Именно поэтому к качеству изготовления этого элемента предъявляются особые требования. Классификация данного вида металлопроката производится на основании технических характеристик:
по форме, которую она имеет;
по толщине полок и стенок;
в зависимости от расположения граней полок;
по материалу, который был использован для ее производства.
Кроме этого, металлическая балка различается по назначению и способу изготовления.
Балку можно назвать своеобразным брусом, который имеет самые различные размеры и сечение. Создавалась она специально для возможности распределения нагрузки на несущие конструкции равномерно по всему периметру строящегося здания. В последнее время большое распространение получила металлическая которая широко применяется при строительстве путепроводов, мостов, ангаров, складов, не говоря уже об объектах промышленного и гражданского назначения.
Немаловажным моментом при осуществлении выбора для проведения строительства является правильный расчет металлической балки. Независимо от материала, типа сечения и вида конструкции ее расчет производится по одному алгоритму. Вначале составляется расчетная схема, затем определяются внутренние усилия. Следующий шаг - по внутренним усилиям подбирается сечение балки и на конечном этапе производится проверка всех полученных результатов. Поверка позволяет увеличить или уменьшить сечение, чтобы достичь оптимальной степени прочности.
Ни одно современное строительство уже просто немыслимо без применения в нем металлических балок . Эти изделия используются при возведении зданий, сооружении мостов, подвесных путей и многого другого.
Использование балок в строительстве
Металлы сопровождают человека на протяжении всей истории цивилизации. Первые примитивные постройки из железа были найдены при раскопках поселения, датированного еще V тысячелетием до нашей эры. Однако только созданная в 18 веке технология пудлингования железа, при которой чугун преобразовывался в малоуглеродистое мягкое железо, позволила изделиям из металла найти по-настоящему широкое применение в строительстве.
На смену пудлингованию скоро пришли более прогрессивные способы производства литой стали:
- бессемеровский;
- мартеновский;
- томасовский.
С ними прокатное производство угловых, тавровых, двутавровых профилей вышло на новый уровень. И уже к 30-м годам 19 века сварные металлические конструкции (балки и фермы) стали широко применяться в строительстве.
Использование металлических балок позволяет существенно снизить нагрузку на несущие конструкции, а также на фундамент строения. Они незаменимы для создания перекрытий, при строительстве мостов, складов, ангаров и прочих объектов.
Виды балок
Металлические балки производятся из углеродистой либо низколегированной стали. В строительстве используются, преимущественно, два вида стальных балок:
- тавровые (с торца похожие на букву «Т»);
- двутавровые (напоминающие букву «Н»).
Двутавровые стальные балки , в зависимости от типа сечения, разделяются на прокатные и сварные. Последние обладают большими возможностями:
- при оптимальном подборе составного сечения уменьшают вес конструкции до 30%;
- предоставляют возможность комбинировать разные типы стали для стенок и полок балки;
- минимизируют отходы материала за счет изготовления балки необходимой длины.
Существует еще одна градация балок: по расположению граней. К балкам с параллельными гранями полок относятся широкополочные, нормальные и колонные. Балки с уклоном внутренних граней разделяются на: обычные двутавры, монорельсовые и специальные строительные.
Двутавровые балки способны выдерживать более значительные нагрузки, поэтому применяются при создании наиболее важных узлов конструкций. Стоят они, соответственно, дороже, зато позволяют уменьшить расход строительных материалов, ускорить монтажные работы и повысить надежность возводимых объектов.
Инновации в строительных металлоконструкциях
(или sin-балки) - это новая и перспективная разновидность легких сварных металлоконструкций. При их изготовлении используется черный холоднокатаный профилированный лист, привариваемый к двум полкам из горячекатаного стального проката.
Профилирование стенки позволяет:
- достичь высокой жесткости и устойчивости к деформации данной конструкции без ее дополнительного усиления;
- получить впечатляющий экономический эффект - для создания sin-балки требуется на 40% меньше металлопроката, чем для изготовления равнопрочной двутавровой горячекатаной балки;
- при разгрузке и монтаже гофробалок использование дополнительных специальных приспособлений (подъемных траверс и прочего) не требуется, так как гофрированная стенка значительно лучше работает на вращение и изгиб;
Применение гофробалок при строительстве быстровозводимых сооружений позволяет существенно увеличить длину безопорных пролетов.
/ Применение и виды металлических балокОбласть применения сварных металлических балок, в основном, относится к строительству - из них монтируют каркасы сооружений, мосты и иные металлоконструкции . Особенной популярностью пользуются сварные двутавровые балки для строительства промышленных объектов, цехов и других сооружений с большими пролетами.
Двутавры, сваренные из стали, в качестве металлоконструкций и металлокаркасов для строительства облегчают конструкцию. Они более экономичны с точки зрения формы опор, т.к. от этого уменьшается масса металла, используемого в конструкции.
Двутавр или, иначе говоря, балка двутавровая изготавливается по ГОСТ 535-88. Изделия могут иметь отличия размером или видом полок и стенок, что связано с назначением того ли иного вида балки в строительных работах.
Классификация и маркировка
Различают различные виды двутавровых балок.
С параллельными гранями полок:
- нормальные (балка Б - 20Б и далее);
- широкополочные/широкие (балка Ш - 20Ш и далее);
- колонные (балка К - 20К и далее).
Широкополочные балки применяют, как становится ясно из названия, для несущих конструкций в качестве направляющих опор.
Колонные балки отличаются внушительной толщиной перемычек и полок, благодаря чему они устойчивы к значительным нагрузкам.
Балки с уклоном граней полок бывают следующих видов:
- обычные двутавры (балка Б с уклоном внутренних граней полок 6-12%);
- специальные (балки М и С);
- мостовые или монорельсовые балки (балки М - двутавры для подвесных путей с уклоном внутренних граней полок до 12%): 18М, 24М, 30М и далее;
- специальные строительные балк и (балки С - двутавры для армирования шахтных стволов с уклоном внутренних граней до 16%): 14С, 20С и далее. Сортамент таких двутавровов определяется по ГОСТ 19425-74.
Число в маркировке стальных двутавров - это ее высота, измеренная в сантиметрах.
Низколегированные балки
Их изготавливают в соответствии с ГОСТ 19281. Балки из низколегированной стали широко применимы в промышленности и строительстве. Эти балки представляют из себя детали с Т-образным сечением.
