Профильная труба или двутавр. Что прочнее: швеллер или двутавр

Балка двутавровая

Этот тип металлопроката включает горячекатаные двутавровые балки, иначе называемые двутавры. Изготовление их корректируется ГОСТ 535-88.

Двутавровые балки делятся на:

Б - нормальные (25Б1 и т.д.);
Ш - широкополочные (30Ш1 и т.д.);
К - колонные (30К2 и т.д.)

Двутавровая балка с параллельными гранями полок

Номенклатура двутавровых балок с параллельными гранями полок должна отвечать ГОСТ 26020-83. Так как двутавровые балки производятся большей частью Нижнетагильским металлургическим комбинатом, то их сортамент часто отвечает СТО АСЧМ 20-93.

Двутавровые балки с уклоном граней полок имеют несколько разновидностей:

"Обычные" с уклоном внутренних граней полок

Перечень данных двутавровых балок должен отвечать ГОСТ 8239-89.

Двутавровая балка с уклоном граней полок

Специальные двутавровые балки:

М - применяются для подвесных путей с уклоном внутренних граней полок. Их маркировка - 36М, 45М и т.д.;

С - С уклоном внутренних граней полок. .

Применяется для укрепления шахтных направлений. Их маркировка: 24С, 30С и т.д. Перечень этих двутавровых балок отвечаетГОСТ 19425-74.

Цифра двутавра указывает ее вышину (условный размер). Ниже приводится пример маркировки двутавровых балок:

Балка 25Б1 - H = 250 мм, Двутавр 25Б2 - h = 250 мм. Другие величины должны отвечают ГОСТу. Балки начинаются от H - 100 мм, до H - 1000 мм. Если H двутавра больше или меньше этих значений, то производятся они только по спецзаказу.

За величину балки принимают значение расстояния, разделяющее ее крайние полки.

Использование двутавровых балок разнообразно. Это опоры конструкций мостов, железнодорожных тоннелей, а также незаменимые основы в частном и коммерческом строительстве.

Швеллер

Это металлическое изделие П-образного сечения. По способу изготовления швеллера подразделяются на горячекатаный и гнутый швеллер .

Швеллер большей частью вырабатывают из горячего проката на специальном оборудовании

Швеллеры по виду выработки делят на следующие категории:

Швеллеры металлические горячекатаные

Этот тип швеллера производят в соответствии с ГОСТ 535-88. Крутизна внутренних граней полок или отсутствие откоса полок обозначается так: 16, 16П.... Откос внутренних граней не может быть больше 12%. цена 24300 руб./тн.

Реестр горячекатаного швеллера отвечает ГОСТ 8240-89

Высота швеллера – это длина между внешними гранями. Маркировка прокатного швеллера отвечает его высоте, выраженной в сантиметрах

К примеру: В наименовании швеллер 24 – цифра 24 означает его высоту в сантиметрах, которая является длиной между внешними гранями этого швеллера. цена 24600 руб./тн. Другие параметры полок и стенок швеллера занесены в эфемериды ГОСТа.

Если в маркировке указывается литера (например У) - это означает швеллер с откосом граней полок, но полка в данном случае - шире и как следствие, масса его превышает массу простого швеллера (литера отсутствует).

Швеллер горячекатанный с уклоном внутренних граней полок

К специальным видам горячекатаного швеллера причисляют:

Швеллера для автомобильной промышленности - ГОСТ 19425-74 (22С, 24С);

Швеллера для вагоностроения - ГОСТ 5267.1-90 (10В, 16В, 24В).

Швеллеры стальные гнутые равнополочные и неравнополочные

Гнутые стальные швеллеры производят на гибочном оборудовании в соответствии с ГОСТ 11474-76. Они вырабатываются из холоднопрокатаной и горячепрокатаной заготовки обычного качества. Применяется также высокоуглеродистая высококачественная конструкционная и низколегированная заготовка. Сортамент швеллера гнутого должен соответствовать следующим ГОСТам

Равнополочного - ГОСТ 8278-89;

Неравнополочного - ГОСТ 8281-80.

Маркировка гнутых швеллеров означает его параметры в мм.

К примеру, швеллер: 160х80х4. Здесь 160 - это высота между полками, 80 - размер полки, 4 - толщина стенки.

Швеллер стальной гнутый равнополочный

Гнутый швеллер разнится зрительно от горячекатаного - округленным наружным углом.

Металлические балки используются для увеличения уровня надежности различных строительных конструкций. Применение этого профиля в качестве балки перекрытия позволяет значительно увеличить устойчивость всей конструкции к механическим воздействиям. Балка двутавр, выполняя функцию каркаса, повышает надежность строящегося здания и увеличивает его долговечность.

Двутавровый профиль используют в перекрытиях сооружений всех видов назначения, а также при строительстве мостов, колонн и опор.

Этот вид металлопроката изготавливают из стали с высокой плотностью 3пс/сп5.

Классификация двутавровых профилей

Двутавровые балки разделяют на группы в зависимости от их геометрических размеров, расположения полок и материала, использованного при изготовлении, применяя следующие характеристики:

Высота, толщина и длина двутаврового профиля .Эти размеры зависят от государственных стандартов, требования которых учитываются при изготовлении проката и конкретных условий применения профиля .

Максимальные размеры двутавровой балки:

высота - 3500 мм;
толщина - 50 мм;
длина – 15 500 мм.

Расположение полок

Двутавровый профиль производится с параллельно расположенными по отношению друг к другу полками и боковыми поверхностями, имеющими уклон.

Балки с параллельно расположенными полками разделяют на:

широкополочные;
нормальные;
колонные.

При изготовлении балок перекрытий используют углеродистые стали и металл с невысоким содержанием легирующих элементов.

Также используется разделение балок с Н-образным сечением в зависимости от технологии изготовления, области использования и технических параметров, например:

специальная двутавровая стальная балка;
двутавровый профиль из углеродистой и низколегированной стали;
балка горячекатаная стальная.

Балки с параллельно расположенными гранями изготавливаются с учетом требований (ГОСТ 26020-83) – Б. Этот стандарт регламентирует производство горячекатаного двутаврового профиля с параллельным расположением полок, имеющих высоту от 10 см до 1 метра и ширину от 55 до 400 мм.

В зависимости от области применения металлургические предприятия выпускают двутавровые балки в обычном исполнении и с широкими полками. В свою очередь, последняя группа двутавровых профилей делится на:

нормальные (Б),
широкополочные (Ш),
колонные (К).

Профили подгрупп Б и Ш имеют высоту до 1 метра и соотношение полок к их высоте, равное 0,75 или 0,3. В изделиях подгруппы К, обладающих большей прочностью, значение этого коэффициента приближено к единице.

Наряду с изделиями, имеющими Н-образное сечение, металлургические предприятия производят профиль коробчатой формы. Однако большинство строительных конструкций выполняется с использованием двутавровых балок, обладающих более высокими техническими характеристиками и большей технологичностью при монтаже.

Чтобы купить балку двутавровую с нужными характеристиками, перед приобретением профиля необходимо тщательно изучить условия его предполагаемой эксплуатации.

Одна и та же балка двутавровая, цена которой зависит как от технических параметров и материала, использованного при производстве, так и от условий поставки,может реализовываться по разной стоимости.

Благодаря длительному сотрудничеству с производителями и финансовым возможностям, позволяющим осуществлять масштабные закупки проката по более низкой стоимости, наша компания предлагает металлический профиль с максимально конкурентными ценами.

Опытные сотрудники предприятия не только помогут выбрать необходимый металлопрокат, но и предоставят подробные консультации по всем возникшим вопросам.

При условии одинакового типоразмера двутавровая балка жестче и прочнее, чем швеллер. Но целесообразность применения этих профилей и их прочностные характеристики определяются не только их конструкцией, но и рядом других параметров.

Особенности швеллера

Швеллера выпускаются под № 5-40 (основание высотой 50-400 мм). Несмотря на меньшую прочность при идентичных значениях поперечного сечения и массы погонного метра, может изготовляться из более высокоуглеродистых марок сталей. А если его стенки выполнены с наклонными внутренними поверхностями, то площадь сечения будет на 20-30 % больше, что позволяет добиться аналогичных с двутавровым профилем прочностных характеристик.

Существует возможность снижения удельного веса швеллера посредством создания просечных отверстий, сохранив при этом прочность и площадь его поперечного сечения. Соединив 2 элемента между собой способом электродуговой сварки или при помощи заклепок, можно создать подобие двутавра, но с немного меньшей (до 10 %) прочностью при одинаковой массе.

За счет простоты монтажа и плотному прилеганию к листовому прокату швеллер нашел широкое применение при изготовлении легких конструкций и механизмов. Также он обладает большей площадью сцепления с бетоном, увеличивая этим армирующие свойства каркаса.

Преимущества двутавров

Двутавры изготовляются стандартных типоразмеров № 10-60 (высота основания - 100-600 мм). Отличаются огромной прочностью на изгиб и сжатие, что оправдывает его применение для изготовления армирующей основы перекрытий при возведении многоэтажных железобетонных сооружений.

Высокие показатели жесткости двутавровой балки практически исключают такие явления при эксплуатации зданий как:

сдвиги;
усадка;
трещинообразование.

Но прочность двутавра может изменяться в зависимости от следующих параметров:

марки металла, который использовался для его изготовления;
общей длины конструкции;
конфигурации поперечного сечения;
способа его закрепления или соединения.

К основным преимуществам двутавровых профилей относятся устойчивость к различным видам нагрузок, неизменность геометрических характеристик на протяжении всего срока эксплуатации и высокая надежность. Но обладают они и недостатками - склонность к образованию коррозии и снижение несущей способности с увеличением пролета.

Это объясняется механическими характеристиками этих открытых незамкнутых профилей, отлично подходящими для восприятия локальных и распределенных нагрузок, и отработанным технологическим процессом их производства.

Форма геометрического сечения двутавра и швеллера имеет большую площадь, расположенную в полках. А области возникновения максимальных напряжений в двутаврах и швеллерах от изгибающей нагрузки сосредоточены именно в полках. Рациональность этих профилей объясняется наиболее эффективным использованием материала и снижением веса конструкции.

Основным отличием свойств швеллера и двутавра является различная реакция на скручивающую силу, которая может возникнуть даже в симметричном относительно двух плоскостей двутавровом профиле при определенном распределении нагрузки на перекрытие.

Двутавры

Максимальный объем металла в двутавровом профиле распределен в полках. Именно в них и возникают напряжения от приложенных нагрузок (в том числе, сжимающих, скручивающих и изгибающих). Кроме того, полки двутавра разнесены на такое расстояние, при котором момент инерции становится максимальным. Этим объясняется высокая величина момента инерции этого профиля, который для двутаврового профиля 16 достигает 2,6 т/м (при изгибе).

Несмотря на симметричность профиля, двутавровая балка может испытывать деформацию кручения, например, при опирании на нее перекрытия, неравномерно загруженного полезной нагрузкой.

Недостатком двутавра является его более высокая стоимость, чем у швеллера. Поэтому применять его целесообразно в гражданском, промышленном или другом масштабном строительстве, а также для перекрытий, работающих под значительной нагрузкой.

Швеллеры

Геометрическая форма швеллерного профиля обусловливает несовпадение его главной оси инерции со стенкой. Поэтому момент инерции П-образного сечения превышает момент инерции Н-образного сечения, что предпочтительнее для косого изгиба.

При восприятии опирающейся нагрузки швеллер испытывает скручивание, поскольку ось симметрии только одна и она не совпадает с осью нагружения. В результате центр изгиба располагается за стенкой несимметричного швеллерного профиля. При этом кручение является стесненным и имеет бимомент, который следует учитывать в проектных расчетах. Также необходимо учитывать секториальную жесткость швеллера, которая в 1,5 – 2 раза выше, чем у двутавра (при одинаковых высоте стенки и ширине полки).

Из двух швеллеров можно изготовить конструкцию, механически более прочную (изгибные жесткости в разных направлениям распределены более рационально), чем двутавр таких же размеров. Эта конструкция имеет квадратное сечение (пространственная форма является коробом), образуемое свариванием швеллеров по конечным граням полок и усиленное металлическими пластинами. В результате моменты инерции относительно центральных моментов инерции такого короба выравниваются. Однако подобное решение отличается трудоемким изготовлением.

Главное преимущество швеллера перед двутавром – меньшая стоимость при аналогичных механических и геометрических параметрах. Его целесообразно использовать в легких конструкциях: частных одно- или двухэтажных домах, гаражах, дачах и т. д.

Однако применение в перекрытии швеллера потребует крепления, чтобы обеспечить устойчивость этого профиля (при расположении стенки в вертикальной плоскости). Противодействие неустойчивости швеллера под изгибающей нагрузкой можно обеспечить привариванием поперечных жестких элементов, бетонированием или кирпичной кладкой.

Данный раздел поможет ответить на вопрос, какой вид металлопроката предпочтительнее и почему.

Как известно, самыми употребляемыми металлическими профилями являются двутавр или швеллер. Они практически незаменимы в современном строительстве, поскольку многократно увеличивают прочность различных конструкций. Этим объясняется повышенный спрос на эти виды металлопрофиля не только в строительстве, но и в других сферах.

У двутавра, как и у швеллера достаточно популярная частично криволинейная конфигурация. Внешне двутавр оставляет впечатление более надежной конструкции, однако, тщательно проведенные исследования и расчеты показали, что двутавр и швеллер имеют почти одинаковый уровень устойчивости и надежности. Области их использования схожи, тем не менее между ними есть определенные различия.

Швеллеры и сфера их использования

Швеллер – достаточно легкий, тем не менее прочный металлический профиль. Он в состоянии справиться с любыми, даже самыми серьезными, поперечными нагрузками. Его стенка сдвинута к краю полок, поэтому швеллер незаменим в случаях, когда требуется обеспечить примыкание к поверхности другого элемента. Их успешно используют в качестве деталей, которые работают на изгиб, к примеру, как прогоны в покрытиях зданий. Подобный строительный элемент используется практически на любой строительной площадке. Его можно считать основой любого строения.

Важным преимуществом металлического швеллера является доступная стоимость. Типоразмеров этого металлопрофиля достаточно много и отличаются они своей длиной, высотой и шириной перекладины, соединяющей полочки, которую называют шейкой.

Швеллеры изготавливают из углеродистой или низколегированной стали. Их можно использовать:

вместе с элементами из бетона;
в качестве основы опорной конструкции;
направляющих в конструкциях грузоподъемного типа;
с их помощью в процессе строительных работ можно быстро собирать системы любой сложности;
эти элементы нашли применением также в мосто- и автомобилестроении;
для укрепления межэтажных перекрытий, армирования стен и придания дополнительной жесткости и прочности кровельным прогонам.

Двутавры

Этот элемент представляет собой Н-образной профиль, выполненный из металла либо дерева. Основная область их применения – армирование конструкции при создании опалубка и использование при перекрытии стен.

Металлические двутавры нашли свое применение в строительстве крупнопанельных зданий или строений промышленного сектора любой сложности. Особая прочность профилей позволяет создавать с их помощью главные несущие конструкции.

Стандартная длина металлопрофиля изменяется в пределах 4–12 м. Размер соответствует расстоянию от внешней грани одной полочки до другой. Его указывают в сантиметрах.

Металлический двутавр изготавливают либо путем сварки, либо по технологии горячего катания. Сварка позволяет получить металлические профили размером 60 мм и более. Двутавры меньшего размера – горячекатаные. Тем не менее масса сварных на 10% меньше.

Каждый из видов балок имеет свои преимущества и недостатки. Деревянные балки, как правило, более экономичны по сравнению со стальными или железобетонными. Их значительно проще изготавливать и устанавливать, меньше также уровень теплопроводности. Однако, металлические – позволяют перекрывать пролеты большей величины и устойчивы к серьезным нагрузкам. Более того, они негорючи и устойчивы к биологическим повреждениям.

Так какой же выбрать? Не торопитесь, для начала вооружитесь информацией, представленной в разделе «Двутавры и швеллеры», разберитесь с сортаментом двутавровых балок, оптимальным весом и другими факторами.

Все статьи рубрики

Сегодня ассортимент предложений рынка стройматериалов настолько велик, что позволяет выбрать без проблем требуемый, в полном соответствии со своими предпочтениями и возможностями. Когда речь заходит о консольных конструкциях, то в первую очередь упоминают БДК-1 и ее металлических собратьев. Как же правильно выбрать двутавр?

Балка – это основной стройматериал для любого строения. Одни из них, к примеру, лаги, прогоны, стропильные ноги и т. д. каркас под конструкцию перекрытий между этажами перекрытий, а другие, образующие каркас из балок, несут всю кровлю.

Двутавр – это металлопрофильная конструкция перекрытия, наклонная или горизонтальная, рассчитанная в первую очередь на изгиб. Прежде всего она находится под воздействием весовой нагрузки, направленной по вертикали. Фактически это первичное воздействие, которому должен противостоять прокатный профиль из металла.

Ни один строительный объект, каким бы ни было его назначение, не обходится без применения балок перекрытия. Ее функция как инженерной конструкции – в успешном перераспределении вертикальных и горизонтальных нагрузок в процессе собственной работы на изгиб.