Балка двутавровая: таблица размеров, вес и технические характеристики профилей

Виды

Балки делятся по нескольким параметрам, в их маркировки используются буквы и цифры, обозначающие определенные качества данного изделия.

Итак, необходимо запомнить, что параметры бывают следующие:

• размеры балки;
• назначение балки;
• технологии, которые применялись при изготовлении;
• толщина стенок изделия;
• материал или его состав;
• место расположения в здании и функции, которые будет исполнять изделие.

Часто встречается на двутавре пометку в виде букв «М» и «С», которые рассказывают о серии изделия. «М» означает, что она используется, как монорельса. Буква «С» значит, что ее стоить применять исключительно для армирования различных сооружений.

Кроме этих букв, можно встретить и иные буквенные обозначения:

• «Б» – обыкновенный или стандартный двутавр;
• «Ш» – означает, что изделие широкопольное, применяется для строительства колон без нагрузки;
• «К» – используется для тяжелых колонн.

Двутавровая балка бывает двух типов изготовлений: горячекатаная и сварная. Горячекатаная в соответствии с ГОСТом 8239-72 имеет в высоту от 100 мм до 500 мм, длина от 4 до 15 метров. Сварная балка может быть намного крупнее, существуют образцы, превышающие 500 мм в высоту и достигающие 1100 мм.

1 Применение двутавровой балки и основные параметры

Основная функция двутавра при проектировании различных зданий и сооружений – создание надежной и эффективной несущей конструкции. В отличии от бетонных вариантов несущих конструкций, использование двутавровой балки позволяет добиться увеличения ширины пролетов жилых или коммерческих зданий и уменьшить массу основных несущих конструкций. Таким образом, существенно повышается рентабельность строительства.

Двутавровое балки

Двутавровый швеллер выбирается, исходя из длины и веса. Балки могут быть горячекатаными стандартными или специальными и иметь параллельные или наклонные грани полок. Они изготавливаются из низкоуглеродистой стали различных марок и используются в разных сферах строительства. Согласно нормам ГОСТ 823989, длина двутаврового швеллера может быть от 3 до 12 метров. По типу использования такие балки могут быть балочными, колонными, широкополочными или монорельсными, которые используются для строительства подвесных мостов. Определить тип балки можно по буквенной маркировке в таблице сортамента.

Масса двутавра рассчитывается согласно таблице сортамента, в которой указан конкретный номер и маркировка двутавровой балки, а также показатели ширины, высоты, толщины полок и средняя толщина стенок профиля. Таким образом, для определения массы, согласно таблице, необходимо знать нормативный вес одного погонного метра. Например, балка с номером 45, при весе погонного метра 66,5 кг, имеет длину 15,05 метров.

Помимо расчета массы, который можно провести, используя простой калькулятор, в процессе проектирования необходимо рассчитать максимальную и минимальную нагрузку на изгиб и прогиб (деформацию), чтобы выбрать подходящую под конкретные цели строительства двутавровую балку. Данные расчеты основаны на таких параметрах металлического профиля, как:

• минимальное и максимальное расстояние между полками (стенками) балки с учетом их толщины;
• максимальная нагрузка на будущую конструкцию перекрытия;
• тип и форма конструкции, метод крепления;
• площадь поперечного сечения.

Расчет двутавровой балки, как правило, производится на прочность и прогиб. Для максимально точных расчетов в таблице сортамента и нормах ГОСТ прописаны и такие необходимые параметры, как момент сопротивления, который делится на статистический и осевые моменты. Помимо этого, иногда необходимо знать величину расчетного сопротивления, которая зависит от типа и марки стали, из которой изготовлена двутавровая балка, а также от типа производства (сварная или прокатная). В случае сварного профиля при расчете прочности прибавляется до 30 процентов к вычисленной несущей нагрузке профиля.

Размеры и вес

Существует огромное количество разнообразных балок, применяемых в строительстве. Следует отметить, что каждый отдельный вид предназначен для определенной цели. Рассмотри наиболее часто встречающиеся балки, используемые в строительных целых.

Чтобы не запутать человека, интересующегося таблицами размеров балок, стоит уточнить, что «название» будет указано при помощи римских цифр и английских букв. Высота, ширина, толщина указываются в сантиметрах.

Таблица №1.

Параметры горячекатаных стальных балок, в соответствии по ГОСТу 8338–89:

Название	Высота	Ширина	Толщина	Масса в п.м.	Количество м./ тонну
X	10	5,5	0,45	7.2	9.6
XII	12	6,4	0,48	7.3	11.6
XIV	14	7,3	0,49	7.5	13.7
XVI	16	8,1	0,5	7.8	15.9
XVIII	18	9,0	0,51	8.1	18.2

Таблица №2.

ГОСТ 26020–83:

Название	Высота	Ширина	Толщина	Масса в п.м.	Количество м. / тонну
X B 1	10	5,5	0,41	5.7	8.104
XIIB1	12	6,4	0,38	5.1	8.658
XIVB2	12	6,4	0,44	6.3	10.37
XIVB1	14	7,3	0,38	5.6	10.51
XIVB2	14,5	7,3	0,47	6.9	12.89
XVIB1	16	8,2	0,4	5.9	12.7

Таблица №3.

ГОСТ 19425–74:

Название	Высота	Ширина	Толщина	Масса в п.м.	Количество м. / тонну
XIVC	14	8	0,6	9.1	16.9
XVIIM	18	9	0,7	12	25.8
XXC	20	10	0,7	11.4	27.9
XXIIC	22	11	0,8	12.3	33.1
XXIVM	24	11	0,9	14	38.3

Таблица №4.

ГОСТ 26020–83:

Название	Высота	Ширина	Толщина	Масса в п.м.	Количество м. / тонну
XX K1	19,5	20	0,7	10	41.47
XX K2	19,8	20	0,7	11.5	46.87
XXIII K1	22,7	24	0,7	10.5	52.2
XXIII K2	23,0	24	0,8	12	59.47
XXVI K1	25,5	26	0,8	12	65.22
XXVI K2	25,8	26	0,9	13.5	73.15
XXVI K3	26,2	26	1	15.5	83.13

Таблица №5.

ТУ У 01412851.001–95 Сварные балки:

Название	Высота	Ширина	Толщина	Масса в п.м.	Количество м. / тонну
XLV BС1	44,4	20	0,8	12	64.06
XLVBС3	44,8	18	0,8	14	65.94
XLVBС2	46	30	1,2	20	133.8
L BС1	48,2	20	1	16	85.57
L BС2	48,2	30	1,2	16	117.8
L BС3	50	30	1,2	25	160.1
L BС4	51	30	1,4	30	190.8

Способы выбора оптимального размера сечения профиля

Наиболее точным вариантом подбора номера и типа двутаврового профиля является проведение профессиональных расчетов. Именно этот способ применяется при проектировании ответственных крупногабаритных объектов. Для обеспечения надежности строения рекомендуется отдавать предпочтение профилю с большим номером.

Для примерного определения размера профиля можно воспользоваться таблицей соответствия номера двутавровой балки максимально допустимой нагрузке:

Общая нагрузка, кг/ м2	Длина пролета
3м при шаге:	4 м при шаге:	6м при шаге:
1м	1,1м	1,2м	1м	1,1м	1,2м	1м	1,1м	1,2м
300	10	10	10	10	12	12	16	16	16
400	10	10	10	12	12	12	20	20	20
500	10	12	12	12	12	12	20	20	20

Из этой таблицы видно, что для двутавровой балки номер 10 максимальная длина пролета составляет 4 м при шаге 1,2 м, нагрузка – 400 кг/м2, для номера 16 длина пролета может достигать 6 м, нагрузка, которую он может выдержать, – 300 кг/м2, для профиля 20 – 6 м и нагрузка 400 кг/м2.

И так для того, чтобы выбрать оптимальный размер металлического двутавра

следует произвести тщательные расчеты размеров и нагрузки на перекрытия. А для того, чтобы увеличить срок эксплуатации здания следует выбрать качественные строительные материалы.
Компания «УралСибМет»  вот уже более 10 лет поставляет высококачественный металлопрокат, по доступным ценами и с возможностью доставки по Иркутской области, Бурятии и Забайкальскому краю.
А опытные сотрудники «УралСибМет» помогут сделать расчет и подобрать всех необходимых строительных материалов.

Технические характеристики двутавров

При проектировании и расчете металлоконструкций не обойтись без справочной информации, характеризующей размеры и вес двутавровых балок.

Металлические двутавры: размеры и вес

Горячекатаные двутавровые балки с параллельными гранями полок ГОСТ 26020-83

Обозначение двутавра	Размеры, мм	Масса 1 м балки, кг
h	b	S	t
Нормальные двутавры
10Б1	100	55	4,1	5,7	8,104
12Б1	117,6	64	3,8	5,1	8,658
12Б2	120	64	4,4	6,3	10,37
14Б1	137,4	73	3,8	5,6	10,51
14Б2	140	73	4,7	6,9	12,89
16Б1	157	82	4	5,9	12,70
16Б2	160	82	5	7,4	15,77
18Б1	177	91	4,3	6,5	15,37
18Б2	180	91	5,3	8	18,80
20Б1	200	100	5,6	8,5	22,36
23Б1	230	110	5,6	9	25,83
26Б1	258	120	5,8	8,5	27,96
26Б2	261	120	6	10	31,16
30Б1	296	140	5,8	8,5	32,90
30Б2	299	140	6	10	36,64
35Б1	346	155	6,2	8,5	38,88
35Б2	349	155	6,5	10	43,31
40Б1	392	165	7	9,5	48,08
40Б2	396	165	7,5	11,5	54,72
45Б1	443	180	7,8	11	59,84
45Б2	447	180	8,4	13	67,47
50Б1	492	200	8,8	12	72,98
50Б2	496	200	9,2	14	80,73
55Б1	543	220	9,5	13,5	88,99
55Б2	547	220	10	15,5	97,92
60Б1	593	230	10,5	15,5	106,2
60Б2	597	230	11	17,5	115,6
70Б1	691	260	12	15,5	129,3
70Б2	697	260	12,5	18,5	144,2
80Б1	791	280	13,5	17	159,5
80Б2	798	280	14	20,5	177,9
90Б1	893	300	15	18,5	194,0
90Б2	900	300	15,5	22	213,8
100Б1	990	320	16	21	230,6
100Б2	998	320	17	25	258,2
100Б3	1006	320	18	29	285,7
100Б4	1013	320	19,5	32,5	314,5

Деревянные двутавры: размеры и вес

Благодаря небольшому удельному весу и высокой несущей способности, деревянные двутавры получили самое широкое распространение, особенно часто изделия применяются в частном строительстве. Размеры и вес деревянных двутавровых балок «BALKI DOMMA» приведены в таблице.

Наименование балки	Размер бруса, axh, мм	Высота балки, мм	Масса 1 м балки, кг
Серия DJS
DJS-240	64х40	240	3,7
DJS-300	300	4
DJS-360	360	4,8
Серия DJU
DJU-360	90х40	360	6,1
DJU-400	400	6,3
DJU-460	460	7,9
Серия DJН
DJН-400	90х39	400	6,5
DJН-460	460	8,3
Примечание: балки серии DJН полностью изготовлены из композитных материалов

Особенности изготовления двутавровых профилей

Двутавровые профили производят согласно утвержденным нормативным документам. ГОСТом 26020-83 определяются моменты, связанные с изготовлением профилей с параллельными гранями. Аспекты изготовления профилей специализированного назначения регламентированы ГОСТом 19425-74. Особенности выполнения профилей с наклоненными гранями обозначены в ГОСТе 8239-89.

Производство двутавровой балки осуществляется посредством сварки трех основных элементов, в результате получаются поясные швы

Изготовление своими руками двутавровой балки из металла практически невозможно. Процесс производства осуществляется на специализированном оборудовании методом горячего прокатывания. Заготовкой для изделия служат блюмы, которые обрабатываются при температуре около 1200 ℃. Специфическая форма профиля повышает прочность и жесткость изделия, а также позволяет выдерживать повышенную нагрузку и равномерно распределять ее по всей поверхности конструкции.

Существует и другой способ производства двутавровых профилей – сварочный, когда три элемента профиля соединяют с помощью сварки. Данный процесс полностью автоматизирован. Сварные двутавры имеют меньшее поперечное сечение в сравнении с монолитными балками. Также здесь можно сочетать различные марки стали, укрепляя только «нужные» участки, что, в свою очередь, позволяет уменьшить общую стоимость профиля.

Двутавр 10: размеры, характеристики, сфера применения

Двутавровый профиль №10 – самый миниатюрный представитель данных конструкций. Несмотря на небольшую массу, изделие довольно жесткое. Такой профиль отличается повышенной устойчивостью к нагрузкам, высокой надежностью и стабильностью геометрических характеристик на период эксплуатации.

Двутавровый профиль №10 имея небольшой вес, достаточно устойчив к ударным и весовым нагрузкам

Двутавр 10 используется как прочное перекрытие каркасов при строительстве малоэтажных конструкций, укреплении сооружений или для возведения опоры, а также изделие применяется в оформлении вертикальных колонн. Параметры данного профиля невелики. Полная высота двутавра составляет 100 мм. По ширине профиль достигает 55 мм. Стенка имеет толщину 4, 5 мм, а полка – 7,2 мм. Весит метр двутаврового профиля в этой модификации 10 9, 46 кг. Десятый двутавр может быть изготовлен длиной от  4 м до 12 м.

По положению граней выделяют наклонные и параллельные двутавры. Они имеют соответствующую маркировку, где «У» – профиль с уклоном граней и «П» – балка, в которой грани расположены параллельно.

Как рассчитать

Конечно же, не все обходимые данные находятся в таблицах, которые предлагают производители своим клиентам. Очень часто нужно самостоятельно рассчитать количество метров балок, которые стоит купить для будущей стройки. Фактически большинство таблиц, которыми снабжается готовое изделие, врут в пределах 3-5% от реальной массы кончено продукта.

Данные из таблиц, как бы они ни вызывали сомнений все же нужны, можно самостоятельно взяв рулетку измерить различные стороны балки, но они вряд ли сильно будут отличаться от указанных в сопровождающем письме.

Зная, заводские параметры, и несколько простых формул. Взяв листок, ручку и калькулятор, можно достаточно быстро провести необходимые расчеты, чтобы удостовериться в правильности данных в заводском техпаспорте.

Наиболее распространенными формулами, которыми пользуются строители при подборе правильного материала, являются формула для расчета жесткости и формула, которая поможет отыскать правильное сечение двутавра относительно возможной нагрузки на него.

Расчет прочности, производится согласно формуле: 

Подбор сечения можно произвести при помощи другой формулы:

или:

Гофрированные балки: отличная экономия

Хотя гофро0балка и выглядит интересно, в России такую конструкцию начали применять еще в 30-х годах прошлого века. Тогда нечто подобное задействовали в деревянных конструкциях. Сегодня же такие балки варят в нескольких металлургических заводах страны.

Теперь этот вид балки представляет собой сварную легкую конструкцию из профлиста, который приварен к стальным полкам. Причем сами полки здесь из горячего проката, а профлист – холоднокатанный.

Посмотрите, как выглядят такие балки:

К идее гофрирования стенок таких балок пришли с целью экономии, если говорить грамотным языком – снижения металлоемкости строительства. Естественно, гофрированная стенка может быть тоньше обычной металлической (всего 1,5-1,8 мм), т.к. у нее уже есть поперечные ребра.

Которые, ко всему, еще и повышают крутильную жесткость самой балки! А, значит, позволяет избавить от главного недостатка, который свойственен двутавру. Здесь напряжение развивается только у поясов, падает почти до нуля, а все касательные напряжения равномерно распределяются по высоте стенок.

Сама гофра может быть как волнистой, так и треугольной (такая считается более технологичной). Еще более прочная балка не с вертикальными гофрами, а горизонтальными.

В общей сложности гофры располагаются к верхнему поясу под углом 45-50°, с расчетом соотношения высоты волны к ее длине от 1/5 до 1/20.

По сравнению с обычными двутавровыми горячекатаными балками гофробалки выходят экономнее на 20-40%. Мало того, что такие балки весят меньше, само профилирование придает большей жесткости при вращении, а потому в монтаже таких балок используется меньше специальных подъемных приспособлений в виде дополнительных уголков и связей. Это значительно упрощает монтаж.

Гофробалки хороши в качестве кровельных прогонов с пролетом от 9 м и как несущее основание в многоэтажках с пролетами до 24 метров.

Единственный существенный недостаток таких конструкций в том, что они довольно трудоемки в изготовлении. Но, благодаря тому, что у таких балок нет ребер жесткости, уменьшается расход металла и длина сварных швов.

ГОСТ 26020-83 — Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок

Теоретическая масса 1 погонного метра балки по ГОСТ 26020-83

Наименование	Размеры балки, мм	Вес метра, кг	Метров в тонне
h	b	s	t
Балка 10 Б1	100	55	4,1	5,7	8.100	123.46
Балка 12 Б1	117,6	64	3,8	5,1	8.700	114.94
Балка 12 Б2	120	64	4,4	6,3	10.400	96.15
Балка 14 Б1	137,4	73	3,8	5,6	10.500	95.24
Балка 14 Б2	140	73	4,7	6,9	12.900	77.52
Балка 16 Б1	157	82	4	5,9	12.700	78.74
Балка 16 Б2	160	82	5	7,4	15.800	63.29
Балка 18 Б1	177	91	4,3	6,5	15.400	64.94
Балка 18 Б2	180	91	5,3	8	18.800	53.19
Балка 20 Ш1	193	150	6	9	30.600	32.68
Балка 20 К1	195	200	6,5	10	41.500	24.1
Балка 20 К2	198	200	7	11,5	46.900	21.32
Балка 20 Б1	200	100	5,6	8,5	22.400	44.64
Балка 23 Ш1	226	155	6,5	10	36.200	27.62
Балка 23 К1	227	240	7	10,5	52.200	19.16
Балка 23 Б1	230	110	5,6	9	25.800	38.76
Балка 23 К2	230	240	8	12	59.500	16.81
Балка 24 ДБ1	239	115	5,5	9,3	27.800	35.97
Балка 26 Ш1	251	180	7	10	42.700	23.42
Балка 26 Ш2	255	180	7,5	12	49.200	20.33
Балка 26 К1	255	260	8	12	65.200	15.34
Балка 26 Б1	258	120	5,8	8,5	28.000	35.71
Балка 26 К2	258	260	9	13,5	73.200	13.66
Балка 26 Б2	261	120	6	10	31.200	32.05
Балка 26 К3	262	260	10	15,5	83.100	12.03
Балка 27 ДБ1	269	125	6	9,5	31.900	31.35
Балка 30 Ш1	291	200	8	11	53.600	18.66
Балка 30 Ш2	295	200	8,5	13	61.000	16.39
Балка 30 Б1	296	140	5,8	8,5	32.900	30.4
Балка 30 К1	296	300	9	13,5	84.800	11.79
Балка 30 Б2	299	140	6	10	36.600	27.32
Балка 30 Ш3	299	200	9	15	68.300	14.64
Балка 30 К2	300	300	10	15,5	96.300	10.38
Балка 30 ДШ1	300,6	201,9	9,4	16	72.700	13.76
Балка 30 К3	304	300	11,5	17,5	138.720	7.21
Балка 35 Ш1	338	250	9,5	12,5	75.100	13.32
Балка 40 Ш1	338	300	9,5	14	96.100	10.41
Балка 35 Ш2	341	250	10	14	82.200	12.17
Балка 35 К1	343	350	10	15	109.700	9.12
Балка 35 Ш3	345	250	10,5	16	91.300	10.95
Балка 35 Б1	346	155	6,2	8,5	38.900	25.71
Балка 35 К2	348	350	11	17,5	125.900	7.94
Балка 35 ДБ1	349	127	5,8	8,5	33.600	29.76
Балка 35 Б2	349	155	6,5	10	43.300	23.09
Балка 35 К3	353	350	13	20	144.500	6.92
Балка 36 ДБ1	360	145	7,2	12,3	49.100	20.37
Балка 40 Б1	392	165	7	9,5	48.100	20.79
Балка 40 Ш2	392	300	11,5	16	111.100	9
Балка 40 К1	393	400	11	16,5	138.000	7.25
Балка 40 Б2	396	165	7,5	11,5	54.700	18.28
Балка 40 Ш3	396	300	12,5	18	123.400	8.1
Балка 40 ДШ1	397,6	302	11,5	18,7	124.000	8.06
Балка 40 ДБ1	399	139	6,2	9	39.700	25.19
Балка 40 К2	400	400	13	20	165.600	6.04
Балка 40 К3	409	400	16	24,5	202.300	4.94
Балка 40 К4	419	400	19	29,5	242.200	4.13
Балка 40 К5	431	400	23	35,5	291.200	3.43
Балка 45 Б1	443	180	7,8	11	59.800	16.72
Балка 45 Б2	447	180	8,4	13	67.500	14.81
Балка 45 ДБ1	450	152	7,4	11	52.600	19.01
Балка 45 ДБ2	450	180	7,6	13,3	65.000	15.38
Балка 50 Ш1	484	300	11	15	114.400	8.74
Балка 50 Ш2	489	300	14,5	17,5	138.700	7.21
Балка 50 Б1	492	200	8,8	12	73.000	13.7
Балка 50 Ш3	495	300	15,5	20,5	156.400	6.39
Балка 50 Б2	496	200	9,2	14	80.700	12.39
Балка 50 ДШ1	496,2	303,8	14,2	21	155.000	6.45
Балка 50 Ш4	501	300	16,5	23,5	174.100	5.74
Балка 55 Б1	543	220	9,5	13,5	89.000	11.24
Балка 55 Б2	547	220	10	15,5	97.900	10.21
Балка 60 Ш1	580	320	12	17	142.100	7.04
Балка 60 Ш2	587	320	16	20,5	176.900	5.65
Балка 60 Б1	593	230	10,5	15,5	106.200	9.42
Балка 60 Ш3	595	320	18	24,5	205.200	4.87
Балка 60 Б2	597	230	11	17,5	115.600	8.65
Балка 60 Ш4	603	320	20	28,5	234.200	4.27
Балка 70 Ш1	683	320	13,5	19	169.900	5.89
Балка 70 Б1	691	260	12	15,5	129.300	7.73
Балка 70 Ш2	691	320	15	23	197.600	5.06
Балка 70 Б2	697	260	12,5	18,5	144.200	6.93
Балка 70 Ш3	700	320	18	27,5	235.400	4.25
Балка 70 Ш4	708	320	20,5	31,5	268.100	3.73
Балка 70 Ш5	718	320	23	36,5	305.900	3.27
Балка 80 Б1	791	280	13,5	17	159.500	6.27
Балка 80 Б2	798	280	14	20,5	177.900	5.62
Балка 90 Б1	893	300	15	18,5	194.000	5.15
Балка 90 Б2	900	300	15,5	22	213.800	4.68
Балка 100 Б1	990	320	16	21	230.600	4.34
Балка 100 Б2	998	320	17	25	258.200	3.87
Балка 100 Б3	1 006	320	18	29	285.700	3.5
Балка 100 Б4	1 013	320	19,5	32,5	314.500	3.18

Преимущества и недостатки двутавровых балок

Двутавровый профиль имеет множество достоинств:

• Способность выдерживать нагрузки во всех направлениях;
• удобство при перевозке, возможность рационального хранения и простота монтажа;
• благодаря особой форме при производстве профиля используется меньше материала, при этом двутавр легче сплошных балок;
• возможность использования ручной газосварки или электродуговой сварки при монтаже;
• жесткость конструкции, обеспеченная Н-образным сечением, сводит крутящий момент к нулю;
• устойчивость к влиянию атмосферных осадков и механических разрушений;
• изготовление балки на заказ, учитывая индивидуальные размеры.

Двутавры имеют ряд недостатков:

• Невысокие показатели огнестойкости, что может привести к разрушению всей конструкции;
• неустойчивость против возникновения коррозии, нужно обрабатывать специальными покрытиями;
• неспособность обеспечить жесткость при больших пролетах.

Несмотря на перечисленные недостатки, двутавровые балки остаются востребованными в разных областях строительства.

Особенности конструкции двутаврового профиля

Двутавр – стандартная балка с сечением, по форме напоминающим букву «Н». Современное строительство мостовых конструкций, перекрытий, многоэтажных зданий или гидротехнических сооружений невозможно без использования профиля этого типа. Также его широко применяют в машиностроении. Двутавровые балки достаточно разнообразны в своем исполнении. В данной статье представлена информация о преимуществах профилей из разного материала, их размерах и модификациях. Данные, которые обязательно пригодятся в строительстве объектов гражданского и промышленного назначения.

Что такое швеллер: сортамент, характеристики, сферы применения (прочитать подробнее)
Так как двутавровые балки это строительный материал, который применяется в ответственных конструкциях, то и их изготовление осуществляется строго в соответствии с государственными стандартами.

Двутавровый профиль представляет собой разновидность сортового металлопроката, изготовленного из профильной стали высокого качества. Как правило, в производстве изделий используется сталь конструкционная без легирующих добавок или с их низким содержанием.

Двутавровые балки имеют различный вес и размерные характеристики. Для классификации профилей используется соответствующая нумерация и маркировка. Это облегчает процесс выбора материалов, учитывая особенности строящегося объекта и предполагаемые нагрузки на конструкцию.

Cложно недоооценить преимущества использования двутавровых профилей. Эти изделия, применяемые в разных сферах, отличаются устойчивостью к высоким нагрузкам, невосприимчивостью к внешним воздействиям. Они прочны, надежны, доступны. Радует и ценовая политика изделий. Стоимость конструкций, по сравнению с аналогами, отличается скромностью, что, несомненно, является плюсом.

Покупая двутавровые балки, обязательно следует обращать внимание на их номер, по нему можно узнать высоту профиля. В каркасном домостроении нашли широкое применение деревянные двутавровые балки, размеры которых также разнообразны

Использование профилей из этого материала позволяет уменьшить расходы при закладке фундамента, ускорить срок возведения конструкции, а также существенно уменьшить общий вес постройки. Применение двутавров из древесных пород исключает в дальнейшем проблемы, связанные с усадкой, сдвигами, усушкой строения. Изготовленная своими руками деревянная двутавровая балка позволяет избежать скрипа готового строения, шаткости и вибраций, присущих обыкновенным каркасным постройкам

В каркасном домостроении нашли широкое применение деревянные двутавровые балки, размеры которых также разнообразны. Использование профилей из этого материала позволяет уменьшить расходы при закладке фундамента, ускорить срок возведения конструкции, а также существенно уменьшить общий вес постройки. Применение двутавров из древесных пород исключает в дальнейшем проблемы, связанные с усадкой, сдвигами, усушкой строения. Изготовленная своими руками деревянная двутавровая балка позволяет избежать скрипа готового строения, шаткости и вибраций, присущих обыкновенным каркасным постройкам.

Обратите внимание! Балки из углеродистой стали рассчитаны на применение внутри помещения, где исключается воздействие неблагоприятных погодных условий. Для проведения наружных работ или при повышенных требованиях к прочности конструкции следует использовать балки из низколегированной стали.

Какими бывают металлические двутавры

Двутавровые стальные балки подразделяются по нескольким параметрам:

• размерам – высоте, толщине стенок и ширине вертикальных полок;
• технологии изготовления – горячекатаные или составные (сварные);
• очертаниям внутренних граней полок – прямые или наклонные;
• по материалу – низколегированная или углеродистая сталь.

Горячекатаные изделия изготавливаются на прокатных станах, где металлический слиток после разогрева пропускают через вращающиеся валы, в результате чего происходит процесс пластической деформации заготовки с приданием ей требуемой формы. Такие двутавры не имеют швов и получаются максимально прочными, так как вертикальные полки представляют собой надежные ребра жесткости. Горячекатаные двутавры предназначаются для несущих конструкций, подвергающихся большим эксплуатационным нагрузкам.

Составные изделия получаются в результате приваривания двух металлических полос, служащих верхним и нижним поясом, к вертикальной стенке, или стойке. Балка получается единой, но не монолитной, что отражается на ее характеристиках. Нередко одну из полок приваривают к тавру, что делает полученную двутавровую балку несколько прочнее полностью сваренного профиля.

Двутавровые балки с наклонными гранями вертикальных полок изготавливают по форме и размерам, указанным в ГОСТ 8239-89, а с прямыми – по сортаменту, определенному в ГОСТ 26020-83. Двутавры специальных видов рассматриваются в ГОСТ 19425-74. Согласно второму стандарту, металлические балки с параллельными очертаниями полочных граней имеют свое разделение:

• нормальные (обычные);
• с широкими вертикальными полками;
• колонные (высота и ширина полки имеют практически одинаковые размеры);
• дополнительные профилеразмеры.

5 Двутавровые балки ГОСТ 26020

Данный стандарт содержит сортамент горячекатаных двутавровых балок высотой в диапазоне значений 100–1000 мм с полками, грани которых параллельные, шириной в пределах 55–400 мм. Все профили ГОСТ 26020 по условиям применения, а также соотношению размеров делят на такие типы, как:

• нормальные двутавровые изделия – Б;
• широкополочные двутавровые изделия – Ш;
• колонные – К.

балки для проведения строительства

Этот буквенный индекс указывается в обозначении двутавров, то есть стоит сразу за номером его профиля. Балки делают в соответствии с размещенным на предприятии-изготовителе заказом длиной в пределах 6–24 м. Если договором предусмотрено, то могут поставляться с отрезками, количество которых не должно превосходить 5, 8, 12 или 20 % (зависит от линейной плотности отгружаемого профиля) от общей массы поставляемой партии двутавров. Отрезками в ГОСТ 26020 считаются балки длиной не меньше:

• 3 м – для типоразмеров с линейной плотностью, не превышающей 20 кг/м;
• 4 м – типоразмеры с линейной плотностью, превышающей 20 кг/м.

Стандартом допускается производство двутаврового проката ограниченной длины в границах немерной. Сортамент (перечень номеров профилей) изготовляемых по этому стандарту двутавровых балок и их остальные размеры можно найти в Табл. 3, которая в конце статьи. Толщина полок t для двутавров стандарта 26020 указывается и замеряется в том месте на фланце, которое расположено ровно на 1/4 ширины полки от ее кромки и вычисляется по следующей формуле: b/4.

ГОСТ 26020 регламентирует следующие предельно допустимые отклонения на размеры двутавров. Для высоты профиля h (все значения в мм):

Допуски при высоте балки h
До 120 включительно	Свыше 120 меньше 380	От 380 меньше 580	От 580 и больше
±2	±3	±4	±5

Для ширины полки в зависимости от величины номинальной высоты профиля h, мм:

• ±2 – для балок высотой меньше 120 включительно;
• ±3 – для балок высотой больше 120.

Для толщины стенки, мм:

Допуски при толщине стенки
До 4,4 включительно	Свыше 4,4 до 6,5 вкл.	Св. 6,5 меньше 16	От 16 меньше 23	От 23 и больше
±0,5	±0,7	±1	±1,5	±2

Для толщины полки, мм:

Допуски при толщине полки профиля
До 6,3 включительно	Свыше 6,3 меньше 16	От 16 меньше 25	От 25 и больше
±1	±1,5	±2	±2,5

По длине предельно допустимые отклонения стандартом 26020 нормируются только для двутавровой продукции мерной и кратной ей длины, и они следующие, мм:

Виды двутавров

Современная промышленность представляет огромное многообразие двутавров. В зависимости от формы сечения их подразделяют на следующие категории:

1. Горячекатаный стальной двутавр ГОСТ 8239-89. Представляет собой Н-образный профиль, полки которого образует со стенкой угол 8-12 градусов. Наиболее часто употребляется как опорная кран-балка для тельферных линий.
2. Двутавры нормальные. Их сортамент полностью представлен в таблице ГОСТа 26020-83. От предыдущего типа профиля его отличает параллельность граней полок между собой. Это упрощает процесс изготовления с одной стороны, а с другой, хотя и незначительно, снижает сопротивляемость деформации профилем. В конструкторской документации его принято обозначать буквой «Б».
3. Двутавр широкополочный ГОСТ 26020-83. Ширина полок в данном профиле увеличена почти в 1,5 раза по сравнению с вышепредставленными видами двутаврого сортамента. Такое увеличение формы сечения положительно сказывается на прочности, жесткости и долговечности балки. В среднем она способна выдержать на 40% большей нагрузки по сравнению с нормальным двутавром. Маркируется буквой «Ш».
4. Колонные двутавры отличаются еще большей шириной полок. Толщина стенки также увеличена. Точные размеры двутавра приведены в ГОСТ 26020-83. Такая модификация позволяет повысить значение прочности почти на 100%. Употребляется в особо ответственных конструкциях. Обозначается буквой «К».

Помимо формы сечения сортамент прокатного профиля включает в себя различную номенклатуру материалов, из которых изготавливают двутавровые балки. Наиболее применяемыми из них являются:

• Углеродистые стали обыкновенного качества. Механические свойства и химический состав соответствуют ГОСТ 380-2005. По степени раскисления подразделяются на спокойные, кипящие и полуспокойные. Восемьдесят процентов рынка представлены именно этими сталями в силу их оптимального соотношения цены, технологических и прочностных характеристик.
• Строительные стали ГОСТ 27772-88. Отличаются более высокими требованиями по отношению к содержанию вредных примесей. Основной сортамент данных сталей представлен такими марками как С235, С245 и С255.
• Низколегированные прокатные стали. Полный список механических характеристик размещен в основной таблице ГОСТа 19281-89. Данные стальные сплавы дополнительно легированы марганцем, кремнием и алюминием, что делает их более устойчивыми по отношению к динамическим нагрузкам.
• Стали для мостостроения ГОСТ 4784-97. Еще более прочный сплав. Обладает повышенным сопротивлением к воздействию циклических нагрузок. Применяется в особо ответственных конструкциях.
• Алюминиевые сплавы ГОСТ 4784-97. Сюда входят различные их марки: Амг5, Д16 и прочие. Применяются в тех случаях, когда приоритетом для конструкции является легкость. Также сортамент двутавров из данного материала отличается более высокими эстетическими и коррозионностойкими свойствами.

Параметры

Как уже было указано ранее, на значение жесткости двутавра наибольшее влияние оказывает размер и форма сечения, которые характеризуются такими параметрами как:

• Высота и толщина стенки;
• Ширина и толщина полки;
• Момент сопротивления и момент инерции – величины, которые показывают сопротивляемость геометрии формы к деформации. Их значение можно найти в таблице справочника по весам материалов или другой технической литературе;
• Радиус скругления.

Величина данных параметров подбирается исходя из следующих технических условий:

• Расстояние между опорными концами;
• Тип нагрузки;
• Усилие на балку сконцентрировано в одной точке или распределено по ее поверхности;
• Значение нагрузки;
• Тип материала, из которого изготовлена балка.

Область применения

Главной отраслью потребления двутавра до сих пор остается строительство. В основном его применяют в качестве пролетных балок в промышленных и гражданских помещениях

Двутавр является важной частью арочных перекрытий, мостовых и козловых кранов

Также балка активно используется при строении мостов и в производстве некоторой специальной техники: экскаваторы, землекопы и прочие. В автомобилестроении двутавры применяются как элемент каркасов большегрузных машин – грузовиков. А также они служат опорной частью железнодорожных вагонов.