Балка 20. Застосування. Види. Розрахунок двутавра.
Двотаврова балка - прокат, що має перетин літери Н і що означає з латинської мови - «дворога» з двох сторін ( «тавр» - бик). Відстань між полицями називають висотою, у двотавру 20го висота становить близько 200 мм або 20 см. Двотавр - це металопрокат фасонного типу, що виготовляється з будівельної сталі - ст3 і низьколегованої сталі 09Г2С.
Балка двотаврова 20 найбільш поширена в застосуванні у будівельників і монтажників, в першу чергу при влаштуванні каркасів з великими прольотами в будівлях, для перерозподілу навантаження з перекриттів на несучі конструкції. Її використовують для мостобудування, виготовлення кранів, автомобілів, трубопроводів, літакових ангарів, в залізничному будівництві і т. Д. 20й профіль виробляють по 8239 ГОСТ двутаври сталеві, держстандарту 26020-83, двутавр гост 19425-74 і технічним умовам СТО АСЧМ 20-93 .
Двотавр 20й поділяють по СТО АСЧМ 20 на нормальну балку 20Б з паралельними гранями полиць, широкополковий балку 20Ш і 20К - для колон. Двотавр СТО АСЧМ 20-93 з висотою 20 см має межі полиць, які паралельні. СТО двутавр проводиться НЛМК, який і розробив даний стандарт. За таким стандарту проводиться також балка 09Г2С, яка також поділяється на нормальну балку, колонну і широкополковий. Металопрокат з низьколегованої сталі може вживатися як при дуже низькій температурі, так і при високих температурах , Не наражаючись деформації.
Двотавр сталевий 20Б1 має масу метра - 21,3 кілограм. Маса 20Ш1 становить 30,6 кг в метрі, вага колоною балки 20К1 - 41,4 кг, вага двотавру 20К2 - 49,9 кг. Параметри двотавру 20Б1: висота (h) - 200 мм, ширина полиці (b) - 100 мм, товщина стінки (s) - 5,5 мм, товщина полиці (t) - 8,0 мм. Широкополковий 20й профіль 20Ш1 має наступні характеристики: h - 194 мм, b- 150 мм, s - 6 мм, t - 9 мм. Колонна балка 20К1 володіє h 196 мм, b стінки - 199 мм, s стінки - 6,5 мм, t полки - 10, 0 мм.
Балка 20 за стандартом 19425 може бути монорельсової (позначається літерою М) і спец. (Іменується буквою С). Цей ГОСТ поширюється на гарячекатані двутаври з полками, що мають нахил внутрішньої поверхні полиць. Монорельсовий двутавр, відомий як кран балка, призначена 
для кранових шляхів, як несучий міст у Козлові або мостовому кранах, як підрейкова балка. Такий виріб характеризується високою міцністю і здатне протистояти великим навантаженням, тиску, скручування. Спеціальна балка може бути застосована в стовбурі конструкцій, які забезпечують рух підйомних стовбурів, тобто для армування стовбурів шахт, а також в спорудженні сходів і прокладання інженерних комунікацій, кріпленні водовідливів.
Спеціальний профіль 20С має наступні параметри - двотавр розміри: висоту - 200 мм, ширину полки - 100 мм, товщину стінки - 7 мм, товщину полиці - 11,4 мм. Маса 1 м такого двотавру становить 27,9 кг. Вага погонного метра балки в таблицях теоретичний, він потрібен для того, щоб розрахувати самостійно вага цілої балки або необхідну кількість метрів і штук двутавра. Отже, якщо балка 20 на складі металоторговельної компанії є довжиною 12м, то щоб з'ясувати вага одного хлиста, потрібно двутавр вага 1 метра 27,9 помножити на 12м. Знаючи загальну кількість метрів балки, легко можна порахувати загальну вагу необхідного металопрокату. На практиці це найкраще з'ясувати, уточнивши у менеджерів компанії АТ «Металлоторг», які крім того підкажуть вартість металу, двутавр ціна за метр, випишуть рахунок, щоб двутавр купити, і вирішать всі поточні питання щодо завантаження та доставку.
Двотавр ГОСТ 8239 89 - на сортамент двутавров, що має відмінність - нахил внутрішніх поверхонь полиць. Така балка з відстанню між полицями 200 мм має ширину цих полиць - 100 мм, товщину металу посередині висоти - 5,2 мм, товщину полиць 8,4 мм.
Який двутавр краще? гарячекатаний двотавр або зварений?
Щоб вибрати між гарячекатаної балкою 20 і зварних профілем зі схожими параметрами, вичіляют момент опору. Для цього враховують навантаження на перекриття, безперервну і короткострокову навантаження, використовують табличні дані - коефіцієнт міцності і допустимий прогин для несучих конструкцій.
Технічні характеристики металевого профілю необхідні, щоб їх правильно застосовувати в будівництві, адже незважаючи на велику різноманітність сфер застосування, суть залишається одна - створити надійну несучу конструкцію. Вона дозволяє перетворювати архітектуру споруд:
- збільшує ширину прольотів будівель;
- значно, приблизно на 35%, зменшити масу несучих конструкцій;
- істотно збільшити рентабельність проектів.
Говорячи про переваги конструкції, не можна не відзначити і мінуси, хоча їх небагато. Основні з них - це
- необхідність застосовувати при створенні ребер жорсткості додаткову арматуру;
- досить істотні трудовитрати, які потрібні для її виготовлення.
Однак, слід зазначити, що з іншого боку додаткові ребра жорсткості дають можливість:
- зменшити загальну металоємність звареної металоконструкції , Так як відчутно зменшують товщину стінок. Таким чином вдається знизити її вартість, але цілком зберегти механічні характеристики;
- крім цього полегшена конструкція економічна і з точки зору пристрої фундаменту, оскільки після зниження загальної маси можна використовувати фундамент під БМЗ (швидкобудуюємі будівлі).
Щоб знайти двутавр, відповідний для конкретного випадку, потрібно зробити деякі розрахунки. Зазвичай для цього використовують таблиці або онлайн калькулятори. В їх основі лежать задані два параметри: відстань від однієї стіни до іншої і майбутня навантаження на будівельну конструкцію.
міцність двотаврової балки визначається такими параметрами, як:
- довжина,
- метод закріплення,
- форма,
- площа поперечного перерізу.
Більшого поширення набули вироби з буквою «Н» в перерізі.
Жорсткість металевої конструкції двутавра в 30 разів перевищує жорсткість квадратного профілю, а міцність, відповідно, в 7 разів.
Довжина даної металоконструкції буває різною, наприклад, в разі ГОСТ 8239-89 це 4 -12 метрів, тобто в залежності від сортаменту розміри і вага балки двотаврової відрізняються. Крім довжини величина ваги визначається товщиною металу і розмірами граней. Тому для виконання різних розрахунків було введено поняття «вага метра балки двотаврової».
При покупці звареної конструкції обов'язково потрібно провести розрахунок на міцність, а для конкретного використання ще й розрахунок на прогин. Грамотний розрахунок навантаження на двутавровую балку дозволить забезпечити стійкість конструкції до проектних впливів, тобто здатність сприймати їх без руйнування.
Навантаження власної ваги
Щоб визначити в разі необхідності вага двотаврової балки користуються спеціальними таблицями, де розписані її характеристики, наприклад, габарити, марка стали і т. Д. У таблиці представлена теоретична маса 1 м профілю.
балка двотаврова розміри і вага (ГОСТ 8239-89)
Приклад розрахунку двотавру
Припустимо необхідно розрахувати вагу двутавра № 12 довжиною в 3 метра. Згідно таблиці умовна маса погонного метра даного профілю дорівнює 11,50 кг. Якщо перемножити отримані значення, то отримаємо величину загальної маси - 34,5 кг.
Точніше значення ваги зварної металоконструкції можна порахувати, використовуючи спеціальні онлайн калькулятори.
У калькуляторі вибирають відповідний номер двутавра і вводять необхідний метраж. Як бачите, отримане значення більше розрахованого нами на 0,12 кг.
Несуча здатність
Серед усіх типів балок двотаврова має найбільшу міцність, більш того, вона стійка до температурних перепадів. Допустиме навантаження на двутавр буває вказана на маркуванні, як розмір. Чим більше число, вказане в його найменуванні, тим більше навантаження може сприймати балка.
Будь-розрахунок передбачає початкове знання розмірів прокатного або зварного профілю, його довжини і ширини. Прояснимо сенс значення ширини на прикладі найпопулярнішої балочной опори - колони.
Припустимо, що в перерізі колони лежить квадрат зі стороною 510 мм, тоді на неї можна буде обперти профіль, для якого ширина не може перевищувати 460 мм. Це пов'язано з тим, що двутавр доведеться приварювати до залізобетонної подушці, а для зварювальних швів знадобиться запас, по крайней мере, в 40 мм.
Після визначення ширини переходять до вибору профілю і розрахунку навантаження, що впливає на профіль. Вона являє собою сукупність дій від перекриття, а також впливів тимчасового і постійного характеру.
Навантаження, що виражає величину нормативного навантаження, збирають на довжину 1 м профілю.
Але, розрахунок несучої здатності двотаврової балки передбачає врахування іншого впливу. Щоб отримати розрахункове навантаження, розраховане нормативне вплив множиться на так званий коефіцієнт міцності по навантаженню. Залишається до результату додати вже нараховану масу вироби і знайти його момент опору.
Отриманих даних досить, щоб з сортаменту підібрати профіль, необхідний для виготовлення зварного профілю. Як правило, з урахуванням прогину конструкції рекомендується вибирати профіль вище на два порядки.
Зварна металева конструкція повинна використовувати приблизно 70-80% від максимально допустимого прогину.
посилення
Якщо несуча здатність двотавру виявляється недостатньою, то виникає необхідність її посилення. Для різних елементів звареної конструкції це питання вирішується по-різному.
Наприклад, для елементів, що сприймають навантаження типу розтягування, стиснення або вигину, використовують такий варіант підсилення: збільшують перетин, інакше кажучи, підвищують жорсткість, скажімо, приварив додаткові деталі.
Теоретично - це один з найкращих варіантів посилення, однак, при його реалізації не завжди вдається отримати необхідний результат. Справа в тому, що елементи в процесі зварювальних робіт нагріваються, а це несе за собою зменшення несучої здатності.
Якою мірою можна очікувати такого зниження залежить від розмірів двутавра і режиму та напрямки зварювальних робіт. Якщо для поздовжніх швів максимальне зниження виявляється в межах 15%, то для швів в поперечному напрямку воно може досягти і 40%.
Тому при посиленні двотавру під навантаженням категорично заборонено накладати шви в напрямку, поперечному до елементу.
Розрахунково і експериментально було доведено, що оптимального результату посилення під навантаженням можна отримати при максимальній напрузі в 0,8 R y, тобто 80% розрахункового опору сталі, яка була використана для виготовлення двутавра.
01.10.2010, 11:47
розрахунок:
1) брус 200 * 200 * 6000 через 0,5 М = 22 т.р (прогин 20 мм)
2) двутавр 20Б ч / з 1,2 = 27 т.р. (Прогин 20 мм)
За вагою 1) -90 кг брус, 2) - 120 кг балка
В теорії розв'язання дуже схожі. ц��кавить практика що все таки краще?
зелений Кіт
01.10.2010, 11:55
Брус.
Залізом взагалі не варто робити будь-які несучі конструкції бо під час пожежі дерево тримається до останнього, а залізо - хрясь і готово.
01.10.2010, 15:55
Температура при якій піде деформування двутавр з життям несумісна. Тим більше якщо знизу це все буде обшито гіпсокартоном.
Якщо все ж таки вирішите робити деревом, то раджу 200х60х6000 з кроком 600 мм.
01.10.2010, 16:55
"Хрясь і готово" - а чи не все одно вже буде)))
Воно може деформуватися в одному місці, і прилетіти в інше, де ще залишилися умови для життя ... :) але в цілому ви праві.
+ Дерево само по собі буде підтримувати горіння, а залізо немає ...
зелений Кіт
01.10.2010, 17:41
Температура при якій піде деформування двутавр з життям несумісна.
Неправильно.
Одна справа коли він сам по собі, а інше, коли він під навантаженням.
До недавнього часу взагалі було запрщено використовувати в якості крокв мет. профіль, тепер же дивлюся роблять щосили.
Раджу 200х60х6000 з кроком 600 мм
Малавато буде, малавато - дивимося какулятор.
01.10.2010, 20:32
У мене в одному приміщенні проліт вийшов 5,7 метрів, перекриття між 1 і 2 поверхом. Я вибрав двутавр 20Б через 1,3 метра, на кшталт з розрахунку двутавр був міцніше, ніж дерево. Варто врахувати що дерево можна знайти 6,5 метрів, а довжина двотавру 11,7 метра або 12 метрів (для перекриття прольоту 6 метрів треба як мінімум 15 см на сторону). Правильніше було б укласти плити, але у мене не вийшло. Різниця між деревом і двотаврів була десь 10-12%. При кладці стін встановлював між вирізом в газоблоків та двотавр пінопласт 3 см.
На рахунок пожежі-треба предохроняться.
02.10.2010, 00:47
А я на 6 м проліт поклав 5,8 метрову жб плиту і ні про що більше не замислююся. Не горить, не плавиться, не гнеться ...
02.10.2010, 09:00,
Спасибі всім, я все таки схиляюся до двотаврів, оскільки він міцніше, я на перекриття хочу стіни внутрішні з піноблоку 100 см поставити. (Хоча напевно можна було по 2 бруса під стіну покласти)
то wawan001 проліт 6М це по осях стін, тобто по 15 см з кожного боку опора буде.
то Кот, я припускаю якщо засипати негорючий утеплювач аля керамзит то горіти там взагалі нема чому буде (будинок з піноблоку).
І ще питання якщо перекривати двотавр чи можна замість крайніх балок використовувати дерев'яну скажімо 50-ку закріплену до бічних стін ??
02.10.2010, 18:30
Є інший варіант.
02.10.2010, 19:12
Є інший варіант.
робите несучу балку (Нехай з двутавра), на яку укладаєте прості дерев'яні балки перекриття. Це набагато дешевше вийде.
Двотаврів знадобиться один-два, але потужних. За ціною все одно вийде дешевше.
Я так собі зробив
02.10.2010, 20:01
dengt, у мене ця ідея приходила в голову з точки зору технологічності пристрою в майбутньому підлог, якщо дерев'яні перекриття встановлювати всередину двутавра, а по верх робити контробрешетку (балки за розрахунком). Відстань від краю балки до двутавра 40 см-надійно. Адже за розрахунками на вкрай балки навантаження менше ніж раз на 2 ніж на сусідніх, можна покласти балку 150х200 або взяти 2 штуки дошки 50х200 і між ними встановити відрізки дошки того ж розміру довжиною 1,5 метра, а 50-ка думаю хліпковатой, хоча якщо до стіні притягнути може і нормально буде. Якщо впевнений в кріпленні то напевно так.
04.10.2010, 5:57
Я перекривав проліт 5м брусом 150 * 150 складеним удвічі і стягнутим шпильками, тобто вийшла балка 150 * 300. Вийшло досить жорстко, але я б все одно зробив з бетону, якби була можливість :(
05.10.2010, 9:32
[
я так собі зробив
проліт 11 на 6, розділив на три частини двома двутаврамі і уклав дерев'яні балки, а що б не збільшувати товщину перекриття уклав їх всередину тавра. Попередньо приварив куточки до Таврії і закріпив балки на болти.
Я так розумію двутаври 6-ти метрові були?
тут вже 25Б2 мінімум потрібен, це на 5 см товщі перекитіе, начебто не смертельно.
З приводу закріплення бокових балок до стін мене турбує те, що всі інші балки будуть прогинатися а крайні немає, тоді перекитіе прогнеться "" бульбашкою "? До чого це приїде?
05.10.2010, 10:11
двутавр 6-ти мерів 20Б1 - дві штуки поперек довжини, вийшло 3 зони, дві з опертям балок одного боку на стіну, а другий на двутавр, і одна зона з балками затиснутими між двутаврамі. Прогинання не помітив, двутавр на такій довжині не ходить.
06.10.2010, 13:06
06.10.2010, 13:47
дивлячись як вантажити, якщо по теорії 400 кг / м то в вашому випадку 20Б1 прогнеться на 77 мм
Цікаво як Ви це порахували?
?кавить практика що все таки краще?
І ще питання якщо перекривати двотавр чи можна замість крайніх балок використовувати дерев'яну скажімо 50-ку закріплену до бічних стін ?
Я так розумію двутаври 6-ти метрові були?
З приводу закріплення бокових балок до стін мене турбує те, що всі інші балки будуть прогинатися а крайні немає, тоді перекитіе прогнеться "" бульбашкою "?
До чого це приїде?
