Размеры и вес двутавровых балок

Двутавровая балка или просто двутавр – это один из наиболее востребованных в строительстве вид металлопрокатной или деревообрабатывающей продукции. Прежде всего, она предназначается для возведения основы конструкции (каркаса), которая будет являться залогом прочности всего сооружения.

Она представляет собой стальной или деревянный профиль, в разрезе имеющий Н-образную форму. Благодаря такому сечению она способна выдерживать более высокие нагрузки при меньшем весе и стоимости. Это объясняет высокую популярность этого материала в строительстве.

Металлические балки

Любые металлические двутавры изготавливаются в строгом соответствии с требованиями ГОСТ и ТУ, поэтому они имеют регламентированную форму и состав. Благодаря этому, имея нужную документацию, можно легко рассчитать необходимые размеры и параметры двутавров, необходимых для конкретной конструкции.

Геометрическими характеристиками являются:

• Высота – это расстояние между двумя плоскими площадками, называемыми полками, в сечении двутаврового профиля.
• Ширина – это длина полок двутавра.
• Толщина стенки – это толщина средней плоскости находящейся между полками. Этот параметр является одним из наиболее важных, так как от толщины стенки напрямую зависит несущая способность и прочность двутавра.
• Средняя толщина полки. Полки двутавра не прямоугольные, а имеют неправильную форму. К концам полки они сужаются, а в середине полки, к месту примыкания ее к стенке, расширяются вовнутрь. Поэтому средняя толщина полки рассчитывается по следующей формуле: ширина полки минус толщина стенки деленная на четыре.
• Радиус внутреннего закругления – это параметр закругления полки в месте ее примыкание к стенке. Благодаря тому, что полка примыкает к стенке не под прямым углом, а по радиусу возрастают ее прочностные характеристики. Радиус закругления полки. Так как на концах полки не требуется такая толщина и основная нагрузка идет к центру балки на стенку, то полки двутавра сужаются по радиусу.
• Уклон внутренней части полки. Полка также может идти под определенным углом по внутренней части, расширяясь к центру.

От этих параметров напрямую зависят технические характеристики двутавра, поэтому все они прописаны в ГОСТе и должны быть выполнены в строгом соответствии с ними.

Особенности

Главная особенность двутавра – это ее форма. Благодаря ей он обладает уникальными физическими и техническими характеристиками. Такая форма весьма удобна в использование – ведь она имеет две параллельные плоские грани (полки).

К примеру, металлический двутавр в семь раз прочнее и в 30 раз жестче, чем аналогичный по весу прямоугольный или квадратный профиль. А ее жесткость напрямую зависит от длины и толщины стенки.

Назначение

Металлические двутавровые балки являются основой многих современных конструкций. Они широко применялись в прошлые века, заслужив надежную репутацию. Поэтому их применение можно встретить практически повсеместно.

Они используются при строительстве жилых, производственных и коммерческих помещений, ангаров, различных технических сооружений, машиностроении, автомобилестроении, вагоностроении и так далее.

Благодаря высоким показателям прочности, стойкости к динамическим нагрузкам и несущей способности они также применяются:

• при возведении опор сооружений с высокой нагрузкой (башни, высотные здания, площадки и так далее);
• в строительстве железнодорожных и автомобильных мостов;
• в горнодобывающей промышленности, при строительстве шахт.

Преимущества и недостатки

Прежде всего, следует сказать, что по методу производства различают сварные и горячекатаные двутавровые металлические балки. Горячекатаные изготавливаются путем проката стали и придания металлической болванке двутавровой формы.

Достоинствами горячекатаной являются:

• монолитность;
• отсутствие швов;
• простота и дешевизна производства.

Вследствие чего она обладает более высокими показателями прочности и надежности.

К недостаткам горячекатаной можно отнести:

• Большая толщина стенок. Из-за утолщенности стенок увеличивается масса самого двутавра, а вследствие и всей конструкции в целом. Что может привести к увеличению расходов при строительстве (к примеру, при заливке фундамента, армированного пояса).
• Ограниченность размеров. На российских заводах выпускаются балки с шириной полки не более 400 миллиметров. К тому же выпускаются они определенной длины – 12 метров. И если, к примеру, нужна балка меньшего размера, то придется отрезать лишнее и выбрасывать в отходы. В таком случае ее стоимость возрастает.
• Возможность производства только на крупных предприятиях. Если стройка находится в городе, где расположен такой завод, то это плюс. Но если нет – то в стоимость монолитной балки включаются и транспортные расходы.

Несомненными плюсами сварных является:

• Возможность подобрать нужные размеры. Благодаря этому можно заказать балку нужной длины, шириной полки и высотой стенки. Вследствие чего клиент платит только за то, что ему нужно и практически любых размеров.
• Дополнительные конструкционные особенности. В зависимости от требований заказчика сварная балка может быть изготовлена с разными полками, фланцевыми соединениями, дополнительно усилена ребрами жесткости, перфорирована и иметь биметаллический состав.
• Относительно легкий вес. Сварная балка является более легкой конструкцией, что позволяет сэкономить дополнительные денежные средства при фундаментных работах и возведении стен.

Недостатками сварной являются:

• Наличие швов. Это существенно снижает прочность конструкции. Тем более если сварка имеет дефект. Но при необходимости она может быть усилена ребрами жесткости.
• Использование дополнительных деталей для усиления. Использование арматуры или другого материала при создании ребер жесткости приводит к дополнительным затратам денег и времени, что приводит к увеличению стоимости.

Разновидности

Как уже говорилось, двутавровые металлические балки различаются по методу производства: горячекатаные и сварные.

Они также различаются и по основным геометрическим параметрам (высота стенки, ширина полок, толщина полок и стенки, внутренний и внешний радиусы или уклон внутренней стороны полки).

В соответствии с этими параметрами различают следующие виды балок:

• нормальные (обозначаются Б и ДБ);
• широкополочные (Ш или ДШ);
• узкие (У);
• колонные (К);
• монорельсовые или мостовые (М);
• специальные строительные (С);
• дополнительные (Д).

Размеры и вес

Так как все двутавры выпускаются в соответствии с государственными стандартами, то всем металлопрокатным балкам присваиваются номера 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 40, 45, 50, 55, 60. Каждому номеру соответствует определенная балка с конкретными размерами и весом.

К примеру, балка с номером 10 имеет следующие параметры:

• высота – 100 мм;
• ширина – 55 мм;
• толщина стенки – 4,5 мм;
• средняя толщина стенки – 7,2 мм;
• радиус внутреннего закругления – 7 мм;
• радиус закругления полки – 2,5 мм;
• вес одного погонного метра – 9,64 кг.

А вот с номером 60 будет иметь уже следующие параметры:

• высота – 600 мм;
• ширина – 190 мм;
• толщина стенки – 12 мм;
• средняя толщина стенки – 17,8 мм;
• радиус внутреннего закругления – 20 мм;
• радиус закругления полки – 8 мм;
• вес одного погонного метра – 108 кг.

Таблица размеров и веса металлических двутавровых балок

Деревянные балки

Деревянные двутавры имеют аналогичную металлическим форму, но все же, отличаются от них геометрически. Они состоят из двух прямоугольных деревянных брусков (полки) и ОСП плиты (стенка). Иногда в качестве материала для стенки используют фанеру или брус.

Деревянный двутавр, в основном, используется при строительстве частных каркасных и каркасно-панельных домов. Так же они применяются при строительстве перегородок, мансард и при кровельных работах.

Преимущества деревянных двутавровых балок:

• прочность;
• жесткость;
• легкость;
• влагостойкость;
• правильная геометрия;
• простота монтажа;
• низкая теплопроводность.

Недостатки деревянных двутавров:

• в сравнении со стальными уступают им в прочности;
• в России нет нормативов по применению ОСП (производитель может использовать вместо влагостойкой обычную).

Размеры и вес

Благодаря легкости обработки используемых материалов размеры балок могут быть практически любыми. Это относится и к высоте и толщине стенки, ширине и толщине полок. А вот максимальная длина балки может быть не более 16 метров.

Причем длиннее 8 метров рекомендуется укладывать как минимум на три опоры. Вес ее зависит от тех материалов из которых она сделана (ОСП плита, фанера, различные породы дерева). В основном он варьируется от 3,5 до 10 килограмм на погонный метр.

Самостоятельное изготовление

При умении пользоваться сварочным аппаратом возможно изготовление двутавров из стали. Главное, чтобы все швы свариваемых поверхностей были выполнены качественно, тогда балка будет надежной и прослужит не одно десятилетие.

Процесс изготовления балки из стали выглядит следующим образом:

• Расчет необходимой толщины стенки и полок исходя из требуемых прочностных характеристик. Это можно сделать, используя данные для заводских балок. Но следует сделать скидку на качество стали и сварочного шва.
• Раскрой стальных листов по заданным размерам.
• Сварка самой балки. Этот процесс является наиболее ответственным. Ведь от качества шва зависит прочность, а от точности соблюдения прямого угла ровность поверхностей полок.
• Приваривание к готовому двутавру арматуры или стальных пластин в качестве ребер жесткости.
• Обработка швов от окалины и обработка метала грунтовкой и краской.

Если же нет навыка сварки или не требуется столь большая прочность, то можно сделать и деревянные двутавры. К тому же, их изготовление гораздо проще и не требует особых навыков.

Для этого вам понадобятся:

• Деревянные бруски – они будут выполнять роль полок;
• ОСП плита или фанера (10-20мм) – они пойдут на стенку. Лучше брать влагостойкие материалы – это позволит избежать проблем в будущем. Если же требуется стенка большей толщины, то можно листы склеить между собой и дополнительно укрепить саморезами. Главное не крутить много саморезов в одно место – это ослабит конструкцию.

Процесс изготовления такой балки проходит в несколько этапов:

• подбор материалов;
• распил (главное соблюсти правильную геометрию);
• сборка с помощь специального клея и крепежных элементов;
• обработка специальными пропитками или покраска.

Межэтажные перекрытия из деревянных двутавровых балок

Стыковка

Стальные балки чаще всего скрепляются между собой сваркой, но это не всегда применимо. Помимо сворки также применяют болтовое соединение либо клепочное. При необходимости места стыковки дополнительно усиливают стальными пластинами.

Для стыковки деревянных двутавровых балок чаще всего применяют винтовое соединение в совокупности со стальными уголками. Реже такое соединение осуществляется с помощью специальных скоб.

Блиц-советы

• При выборе любых двутавров, будь то металлические или деревянные следует отнестись серьезно к выбору производителя.
• При покупке деревянных двутавров следует обратить внимание, являются ли используемые материалы влагостойкими и обработаны ли они от паразитов и гнили.
• Нужно требовать сертификат качества и обязательно выяснить по поводу гарантии.