Что такое балка стальная

Обновлено: 22.01.2025

Стальная балка — базовый наклонный или горизонтальный элемент конструкций, работающий на изгиб. Она закрепляется на двух или нескольких опорах и служит поддержкой настилам, полу, кровле, используется при формировании пролетов, строительстве мостов.

В зависимости от проекта роль балки может выполнять металлический профиль или даже деревянный брус. В строительной отрасли используют металлоизделия, выдерживающие значительные нагрузки по эксплуатации и имеющие длительный запас прочности.

Стальные балки классифицируют по способу производства:

Сортамент прокатных балок объединяет изделия, полученные следующими методами:

По технологии горячей прокатки;
Гнутьем листовой стали.

Г/к прокат формируют из заготовки (прямоугольный блюм) с одновременным воздействием температуры и обжатия роликами, объединенными в прокатную клеть. В зависимости от используемой стали для улучшения механических свойств в производственный цикл включают термообработку. Таким способом получают двутавры с сечением в виде буквы “H”.

Холоднокатаные полуфабрикаты изготавливают из металлического листа, придавая им любую форму. Это легкий строительный материал:

для каркасных строений;
перегородок из гипсокартона и других листовых материалов (OSB, ДВП, ДСП и др.);
обустройства дверных и оконных проемов;
их используют в машиностроении, судостроении и других отраслях.

Для увеличения коррозионной стойкости поверхность металла покрывают цинком.

Затраты на производство прокатной продукции снижаются за счет оптимизации мощностей и унификации сортамента. Единственный недостаток: ограниченность размеров. Изготовление габаритного металлопроката экономически не выгодно, поэтому для создания сооружений по индивидуальным проектам с большим числом специальных требований (мостов, эстакад, зданий с большими пролетами) применяют сварной тип.

Сваркой можно получить как штучный экземпляр, так и мелкосерийную партию. В процессе могут использоваться разные сплавы, отвечающие задачам проекта. После подбора марки, листовую сталь режут на полосы, обрабатывают торцы и сваривают из 2-3 составных частей в зависимости от конфигурации.

В сравнении с горячекатаным способом, у балок, изготовленных сваркой может быть:

увеличена несущая способность или снижена металлоемкость;
получены нетиповые размеры;
конструирование элементов с переменным сечением.

Так как запас стойкости предусмотрен для максимального сопротивления деформации, а на отдельных участках этого не требуется, уменьшение толщины стенки снижает металлоемкость.

Типы стальных балок по форме сечения

Для выполнения одной и той же задачи можно использовать разные профили и таким образом нивелировать затраты на металлический каркас. В промышленном и гражданском строительстве применяются следующие типы:

Тавровые (в виде “Т”). Они обладают меньшей прочностью в сравнении с Н-образными, имеющими два ребра жесткости. Однотавры применяют только в целях снижения металлоемкости: при формировании легких конструктивных элементов (балконов, ферм). Они также служат для укрепления ответственных узлов в конструкции, отлично противостоят сейсмическим воздействиям.
Двутавровые (в форме “Н”) — основной конструкционный материал с высокими параметрами прочности, устойчивостью к изгибающим и растягивающим нагрузкам, высокой несущей способностью.
Швеллер (П-образный) — лучше, чем двутавр, воспринимает сжатие, но хуже выдерживает изгибание, используется в каркасах крыш, прогонов. Удобная форма позволяет приспосабливать полуфабрикаты для нужд промышленности и машиностроения.

ГОСТ Р 57837-2017 с сортаментом горячекатаных равнополочных двутавровых профилей предусматривает обозначение по сфере применения.

Для балочных типов:

Кроме этого стандарт регулирует нормативные параметры следующих видов полуфабрикатов:

К- колонные;
С — свайные;
ДБ, ДК — дополнительные серии.

Колонный тип имеет увеличенную толщину стенок и полок, обладает большей жесткостью, используется в качестве колонн и опор. Свайная серия предназначена для обвязки фундамента, то есть объединения всех свай в ростверк приварным способом.

Маркировка приближена к высоте в сантиметрах, например у 16Б1 — 157 мм, а у 45Ш1 — 440 мм. Типоразмеры с разной толщиной стенок и полок, указываются с разными значениями последних цифр: 25Б1, 25Б2, 25Б3, 25Б4.

По ТУ 14-2Р-477-2015 производят сварные двутавры для строительных конструкций. Регламент относится к нормальным (Б), широкополочным (Ш) и колонным (К) с аналогичной маркировкой.

ГОСТ 19425-74 предусматривает классификацию швеллеров и балок, которые необходимы для подвесных путей и автопрома, с внутренним уклоном полок:

Прокат маркируют по высоте в сантиметрах и уклону внутренних граней: 22С (220 мм, уклон С- 16%), 30М (300 мм, со скатом 12%). Стандартом предусмотрены типоразмеры разной толстостенности: 18С и 18Са имеют ширину перемычки 7 и 9 мм.

Швеллеры по ГОСТ 8240-97 выпускаются в нескольких вариантах исполнения:

У — с уклоном;
П — с параллельно расположенными полками;
Э — экономичные;
Л — легкие с параллельными гранями;
С — специальные.

Маркировки обозначают серию и высоту (h). Дополнительно введены типоразмеры для проката с увеличенной толщиной или длиной полки — 27У (270 мм, исполнение У), 24П, 16Л, 26С, 26Са и т.д.

Преимущества балок из металла

Металлопрофили, благодаря ребрам жесткости, обладают:

высокой несущей способностью;
устойчивостью к кручению, изгибанию;
производятся из марок стали, легко поддающихся сварке;
подходят для сварных, клепаных и болтовых конструкций.

Равномерное распределение давления;
Надежность, высокая прочность;
Снижение расхода металла;
Экономичность (в сравнении с использованием арматуры для той же цели);
Стойкость к воздействиям различных направлений;
Упругость позволяет длительно сохранять форму;
Устойчивость к вибрации;
Удобство транспортировки;
Возможность использования специальных марок стали (хладостойких, коррозионно-стойких).

Двутавровая балка используется во всех направлениях строительства: монолитном, каркасном, для сооружений, которые требуют мало затрат по времени. Прочностные характеристики позволяют расширить архитектурные возможности: обустраивать большие пролеты, получать больше полезной площади в промышленных зданиях.

Возможность штучного производства;
Трансформация архитектуры и повышение рентабельности проектов;
Дополнительное снижение расхода сырья благодаря конструированию изделий с переменной толщиной стенки;
Легко усилить в местах концентраторов напряжений: для этого приваривают полосы, увеличивая площадь сечения.

Двутавры нашли применение:

в шахтной промышленности;
мостостроении;
строительстве подземных сооружений и тоннелей;
организации подвесных путей;
организации опор для трубопроводов;
качестве элементов подъемных кранов и иного оборудования.

Преимуществом двутавровых профилей, изготовленных сваркой, является неограниченный размер. Конструирование осуществляется индивидуально, что позволяет выполнить нестандартные задачи, одновременно снижая расход металла.

Швеллеры используют для усиления ж/б конструкций, быстрого обустройства проемов, плинтусов, пандусов, для организации конвейерных линий, вагоностроения.

Устойчивость к вертикальным и осевым нагрузкам;
Удобство монтажа;
Х/к производятся гнутьем и не имеют недостатков соединения сваркой.

Швеллер может применяться там, где двутавр оказывается невыгодным. В случаях с рекламным оборудованием, складами и ангарами. Однако возведение зданий более одного этажа на швеллерном каркасе невозможно. Швеллерные металлопрофили выполняют функции корсоуров лестниц в объектах индивидуальной застройки. Так как вес каркаса ниже, чем у изготовленного из дерева, материал не подвержен рассыханию и гниению, экологичен.

Тавровые профили просты в производстве и применяются для легких конструкций. Например, для изготовления перил, промышленных стеллажей, тепличных блоков, крепления панелей. Но из-за снижения спроса, их изготовление практически прекратилось. Однотавры заменяют уголками и профильными трубами.

Возможные дефекты балок из стали

Как все стальные изделия, балочная продукция подвержена коррозии, а при длительных динамических нагрузках — усталостным напряжениям. Дефекты могут появиться при нарушении технологий производства или монтажа. Перечислим наиболее популярные:

Отклонения от нормативных параметров качества приводят к несоответствию прочностных характеристик, искажению геометрии;
Трещины в теле металла, в сварных швах, околошовной зоне ведут к уменьшению проектной площади сечений;
Локальные искривления и вмятины, прогиб элемента, как следствие — неточности при монтаже;
Коррозионный и абразивный износ из-за неправильного хранения или у бывших в употреблении полуфабрикатов;
Перекосы, грибовидность, выпучивание перемычки сверх установленных допусков могут появиться при неправильном складировании, например при укладке продукции в штабели более 3 метров в высоту.

Погрешности при изготовлении осложняют работы на строительной площадке. В местах стыков появляются зазоры. Как правило, такой брак отсеивает отдел ОТК. Прокат проходит испытания в зависимости от условий эксплуатации: климатические зоны, воздействия агрессивных сред (на промышленных предприятиях и в близлежащих районах), возможности изменения нагрузок и др. Согласно строительным нормам, допускается ремонт балочных элементов, но при этом они подвергаются дополнительному контролю.

Что такое металлическая балка в строительстве? 7 областей применения

Строительство зданий и сооружений любого назначения не обходится без основных элементов. Металлическая балка является главной составляющей при возведении зданий. Данная металлоконструкция имеет достаточно широкую область применения. Она обеспечивает надежную опору. Качественно подобранные элементы позволяют значительно увеличить срок эксплуатации будущего сооружения.

В этой статье мы поговорим о том, что такое балка в строительстве, какие они бывают, а также рассмотрим основные области применения.

Что такое металлическая балка

Балка представляет собой металлическую конструкцию, которая предназначена для увеличения показателей прочности и устойчивости различных строительных объектов. Для их производства в основном используется сталь с различными добавками, которые увеличивают сопротивление металла при изгибе.

Изготавливаются различные виды металлоконструкции. Балка равномерно распределяет нагрузку по всей своей поверхности. Основное конструктивное назначение данного элемента – это надежная опора. В большинстве случаев из стальных балок делают перекрытия этажей и кровли зданий.

Как изготавливается металлическая балка

Любая балка состоит из стенок и полок, которые соединяются специальными стыковыми швами. В зависимости от разновидности их конструкция может отличаться. Стыковые швы выполняются при помощи сварки. Производством занимаются на оборудованных предприятиях, где имеются все необходимые станки и приспособления. Процесс изготовления выполняется в несколько технологических этапов согласно ГОСТу.

Линия производства металлической балки

Для каждого вида имеется свой ГОСТ, которые регламентирует все основные показатели и характеристики. Есть ряд определенных параметров, которые строго контролируются и проверяются у готовой продукции:

Вес готового изделия;
Площадь специального поперечного сечения;
Конкретная высота и ширина готовой продукции;
Радиус закруглений после сварки, которые располагаются внутри;
Угол наклона граней, которые располагаются на внутренней поверхности.

В зависимости от основной площади поперечного сечения стальная балка имеет несколько групп. Группы маркируются цифрами от 10 до 60. Для каждого типа металлопроката будут свои показатели и характеристики, которые необходимо строго соблюдать. Если какой-то из этих параметров будет выше или ниже даже на минимальное значение, то готовая стальная балка потеряет свою первоначальную прочность. Использование такого металлопроката может привести к плачевным последствиям. Поэтому данные показатели строго проверяются на заводе изготовителе.

Например, максимальная площадь сечения двутавра составляет 138 квадратных сантиметров. В этом случае его высота будет достигать 600 миллиметров, а вес порядка 108 килограмм на каждый погонный метр. Продукция выпускается строго определенной длинны (от 4 до 12 метров). Длина изделия напрямую зависит от площади поперечного сечения. С увеличением показателя площади будет увеличиваться и длина.

В соответствии с ГОСТ 8239-89 можно изготавливать металлические балки любого другого размера, которые не прописан в самом ГОСТе. Для этого необходимо выполнить дополнительные расчеты, чтобы получить точные характеристики основных параметров под индивидуальные размеры. Этим занимаются профессиональные инженеры на предприятии. При расчетах учитывается множество других параметров. Например, показатель допустимой погрешности, момент сопротивления и момент инерции. На основании полученных параметров делаются подробные чертежи, по которым в дальнейшем и изготавливается металлоконструкция нужного размера.

3 основные разновидности стальной балки

Существуют различные варианты классификации, но самый распространенный вариант – это разделение по форме. Можно выделить три основные разновидности стальных балок, которые применяются в современном строительстве:

Тавровые. Это металлопрокат с основным сечение в виде буквы «Т»; . Данная металлоконструкция имеет сечение в виде буквы «H». В результате того, что у изделия имеется дополнительная полка с противоположной стороны, оно становится более жестким, а соответственно и более прочным; . В сечении имеет букву «П». Данная продукция более универсальна и имеет множество областей применения в промышленности.

При возведении жилых и нежилых помещений чаще всего используются двутавровые балки. Они имеют большую жесткость, прочность и очень стойки к всевозможным изгибающим нагрузкам.

Каркас из двутавровой металлической балки

В строительстве применяются и другие разновидности балок. Например, деревянные и алюминиевые. Они имеют более узкую область применения, поэтому не так распространены, как стальные двутавры.

Главные особенности двутавра

Металлическая балка двутаврового типа имеет своеобразное сечение в виде буквы «H». Основными составляющими частями являются верхняя и нижняя полка, а между ними располагается стенка. В дословном переводе латинское слово «taurus» переводится как «бык». Поэтому многие называют данное изделие «двурогим».

Для производства используется две разновидности стали (углеродистая или некоторые марки низколегированной). Благодаря своей форме металлопрокат способен спокойно переносить достаточно большие нагрузки различного типа, включая изгибающие нагрузки.

Балка имеет несколько базовых разновидностей в зависимости от главного назначения и области применения. Полки могут быть как параллельными друг другу, так и с определенным наклоном. Параллельные полки получили большее распространение. Они в свою очередь тоже имеют несколько групп, которые обозначаются буквами русского алфавита:

«К» — основная область применения это строительство опор и колон;
«У» — данная продукция имеет достаточно зауженные полки;
«Д» — полки средней длины;
«Ш» — достаточно широкие полки, которые выдерживают дополнительные нагрузки.

7 областей применения

Имеется семь основных областей применения двутавра:

Укрепление кровли жилых и промышленных зданий. Это самая распространенная сфера применения;
Перекрытия между этажами зданий;
Всевозможные колонны и опоры у промышленных помещений и архитектурных сооружений;
Металлические фермы и каркасы для ангаров; ⇓

Шахтовые стволы;
Изготовление железнодорожных вагонов различного размера и формы;
Мосты, крановые эстакады и ряд других строительных объектов индивидуального назначения.

Базовые преимущества и недостатки

Металлопрокат стальной двутавровый, как и любая металлическая продукция имеет свои преимущества и недостатки, которые необходимо знать, прежде чем использовать ее в строительной отрасли.

Контроль качества двутавровой балки

Главные преимущества – это надежность и высокие показатели прочностных характеристик. Все это достигается благодаря специфическому сечению и прочной стали. Данное изделие равномерно распределяет все воздействующие на нее силы. Нет концентрации сил в одном месте, соответственно металл не устает и срок его эксплуатации значительно увеличивается. Все это позволяет использовать металлопрокат при строительстве крупных (многоэтажных) объектов с большими нагрузками.

Кроме этих главных показателей можно выделить следующие преимущества:

Относительно небольшой вес. Специальная форма сечения не требует достаточно большого количества металла для производства, поэтому вес готовой продукции небольшой. Вес никак не влияет на прочностные характеристики;
Высокая экономичность. Двутавр обладает высокой жесткостью, что позволяет использовать его для укрепления колонн и опор без дополнительных армирующих элементов. Если для укрепления использовалась обычная арматура, то пришлось бы значительно потратиться на покупку необходимо объема;
Хорошая устойчивость к сжатию и изгибающим нагрузкам. Это позволяет использовать балки в местах с повышенной вибрацией и другими видами колебаний. Например, при возведении мостов различного назначения;
Легко сваривается. Благодаря этому значительно повышается скорость монтажа строительных конструкций;
Все характеристики и геометрические показатели не меняются со временем. Металлопрокат настолько прочный, что даже под воздействием больших сил не деформируется, а соответственно все характеристики сохраняются;
Удобная транспортировка. Форма в виде буквы «H» позволяет более компактно укладывать двутавр в автотранспорт. Это значительно сокращает расходы на доставку и транспортировку.

Необходимо знать

У двутавровой балки имеется и ряд недостатков, которые тоже необходимо знать и учитывать:

Низкие показатели огнеупорности. Если в помещении или архитектурном сооружении произойдет пожар, то прочностные характеристики изделия значительно понизятся, что не позволит эксплуатировать его далее;
Подвергается воздействию коррозии. Для производства применяется низколегированная или углеродистая сталь нескольких марок, а она очень подвержена разрушению от коррозии. Поэтому использование балок данного типа в условия высокой влажности не рекомендуется. Если использовать все же приходится, то необходимо дополнительно обработать поверхности специальным защитным средством;
Нельзя использовать при строительстве зданий с очень большими пролетами. Если не будет дополнительных опор, то основные несущие способности на порядок уменьшатся;
Плохая устойчивость к скручивающим силам.

Если нужна металлическая балка — обращайтесь! Мы предоставляем все сертификаты качества, а также можете почитать отзывы наших покупателей.

Как производится и где применяется двутавровая балка

При строительстве промышленных объектов необходимо использовать только надежные и прочные материалы, которые будут способны выдержать все нагрузки. Одним из таких материалов является балка двутавровая. С ее помощью можно строить перекрытия зданий. Существует несколько основных разновидностей балок, поэтому необходимо знать какое изделие и в каких условиях можно использовать.

В данной статье мы рассмотрим, что такое двутавр, его разновидности и области применения. Разберем способы изготовления, а также то, как размеры балки двутавровой влияют на несущую способность будущего сооружения.

Что представляет собой двутавр

Это своеобразное металлическое изделие, которое обладает сечением в виде буквы «H». У него имеется две полки (верхняя и нижняя), которые между собой соединяются стенкой. В зависимости от назначения геометрические размеры полок и стенки могут быть различными. Название данного элемента имеет очень большую историю и произошло оно от латинского слова «taurus», что на русский язык переводится как «бык». Другое название данного металлопроката – двурогая.

Главный материал для производства – сталь с различными добавками. Сталь может быть как с большим содержанием углерода, так и низколегированной. Существует два разных способа производства, которые мы подробно рассмотрим чуть позже.

Достаточно долгое время изделия использовались только для строительства промышленных помещений. Однако, последнее время двутавр стали активно применять и для обустройства перекрытий частных домов и многоэтажных жилых домов.

Специфичная Н-образная форма благодаря равномерному распределению нагрузок позволяет достигнуть максимальных прочностных характеристик. При сборке металлоконструкций различного назначения балка обеспечивает высокие показатели жесткости. Благодаря этому она становится очень популярной в строительной отрасли. Н-образная форма способна воспринимать как вертикальные и поперечные, так и горизонтальные нагрузки.

Главные особенности и преимущества

По сравнению с другими строительными материалами балка обладает рядом важных преимуществ. Н-образное сечение обеспечивает высокую прочность, которая будет в 7 раз больше по сравнению с квадратным профилем. Благодаря своей форме изделие делает конструкцию более жесткой и устойчивой. Двутавр способен воспринимать различные нагрузки. Сопротивляемость скручиванию у него в несколько сотен раз больше чем у обычной металлической трубы. Все это позволяет использовать данный элемент в очень тяжелых условиях с постоянными нагрузками.

Балка двутавровая ГОСТ не подвергается усадке и различным

деформациям, которые могут проявляться со временем под действием постоянных нагрузок. Каждый погонный метр продукции способен выдерживать до 500 килограмм на постоянной основе. При этом вес изделия относительно небольшой (6,8 килограмм на один метр). Это позволяет монтировать их на достаточно длинные прогоны без использования дополнительной строительной техники. Продукцию можно подрезать при необходимости, она легко обрабатывается, сваривается и транспортируется.

Цена стальных балок будет немного выше, чем у ее деревянных аналогов, однако показатели прочности, надежности и срок службы будет в десятки раз больше. Поэтому, если вы хотите построить качественное здание с надежными перекрытиями, то обязательно используйте двутавр.

Основная классификация балки стальной двутавровой

Строительный материал имеет свою определенную классификацию и маркировку, которая указывается в соответствующей документации. Первые две цифры показывают базовую высоту всего профиля. Она указывается в сантиметрах. Далее в названии идут буквы, которые маркируют изделия по назначению:

Буква «Б». Это стандартная балка, которая используется для монтажа большинства зданий и сооружений различного назначения. Элементы обладают достаточно хорошей прочностью, поэтому их можно использовать для перекрытий с серьезными нагрузками;
Буква «К». Эти изделия обладают параллельными полками и предназначены для опорных конструкций вертикального типа. Полки имеют достаточно большую толщину, поэтому их можно использовать при строительстве многоэтажных жилых домов;
Буква «Ш» означает широкополочная. Используется в основном для строительства мостов, лестниц, а также для некоторых типов перекрытия. Благодаря широким полкам несущая способность конструкции значительно увеличивается. Прежде чем использовать данную разновидность, необходимо будет выполнить все расчеты и получить техническое обоснование;
Буква «Д». Это дополнительная разновидность двутавра, которая представляет собой что-то среднее между стандартной и широкополочной продукцией. В строительной отрасли применяется достаточно редко, в основном только для решения специфичных задач;
Буква «М». Последняя разновидность стальной двутавровой балки, которая используется для монтажа подвесных путей. Здесь полки с обеих сторон имеют небольшой уклон. Угол уклона составляет не более 12 градусов. Подвесные пути монтируются в промышленных помещениях, где это необходимо.

Все технические характеристики, показатели, точные геометрические размеры и величина уклона полок для каждой разновидности прописаны в соответствующем ГОСТе8239-89. На каждом изделии при помощи специальной краски наносится маркировка, в которой указывается номер заказа, номер чертежа для изготовления. Обязательно проверяйте наличие этой информации на торцевой стороне двутавра.

2 главных способа производства

Изделия данного типа изготавливаются из различных марок стали (легированная с добавками и низкоуглеродистая). Процедура изготовления выполняется согласно технологическим этапам, которые прописаны в ГОСТе. Все геометрические размеры, уклоны и допустимые отклонения строго регламентируются государственными стандартами качества.

Выделяют два технологически разных способа производства двутавра:

Способ горячего проката. Стальная заготовка нагревается до определенной температуры, которая делает металл пластичным. Далее она протягивается через валики на специализированном оборудовании для придания ее специфичной Н-образной формы;
Сварной способ. В этом случае приготавливается несколько заготовок подходящего размера, которые впоследствии свариваются между собой. Сварка выполняется на автоматических линиях.

Горячекатаная продукция изготавливается быстрее, а отсутствие сварного шва делает ее более предпочтительной для использования в тяжелых производственных условиях. Выделяют два типа точности проката: высокий класс (маркируется «А»), обычный класс (маркируется «Б»).

Теперь давайте рассмотрим каждый способ производства более подробно.

Метод горячей катки

Это основной и более предпочтительный метод изготовления. Отличается высокой производительностью и позволяет получить изделия высокого класса точности. Производством занимаются на металлургических заводах, которые обладают всеми необходимыми станками. Готовая продукция не имеет сварных швов и других соединительных элементов, что делает ее более устойчивой к нагрузкам и любому механическому воздействию. Строительные конструкции будут получаться достаточно жесткими, поэтому монтаж дополнительных ребер жесткости не потребуется.

К недостаткам данного способа производства можно отнести относительно большую массу. Это связано с тем, что толщина стенки по всей длине изделия должна быть одинаковой без каких-либо отклонений в большую или меньшую сторону. Еще одним минусом считаются ограниченные размеры. Поэтому приходится резать металлопрокат на части, что приводит к появлению большого количества отходов.

Сварной двутавр

Суть данного способа заключается в том, что подготавливаются заготовки полок и стенки определенных размеров, которые впоследствии свариваются. Сварка выполняется с двух сторон. Эта процедура выполняется на специальных станках, которые контролируют перпендикулярность полок по отношению к стенке, а также плотность прилегания заготовок друг к другу.

По сравнению с горячекатаным металлопрокатом, сварное соединение обладает меньшей прочностью, поэтому в некоторых местах двутавра делаются дополнительные ребра жесткости. Благодаря этому толщина стенки уменьшается, что приводит к облегчению конструкции при сохранении несущей способности. Все это значительно уменьшает стоимость готовой продукции, а это будет экономически выгодно для всего строительного объекта.

Одним из важнейших преимуществ сварного производства является то, что балка двутавровая делается по техническому заданию, в котором отражаются индивидуальные размеры каждого заказчика. Таким образом, вы можете сделать нужное количество строительного материала с необходимыми размерами и избежать появления отходов. В техническом задании можно прописывать и другие пожелания, которые обоснованы с технической стороны. Например, можно делать профиль перфорированным или с дополнительными фланцевыми соединениями.

Процедура изготовления выполняется следующим образом:

Сначала подготавливаются заготовки. Для этого стальные листы соответствующей толщины нарезаются до определенных размеров;
После оттого края заготовок обрабатываются на шлифовальных станках. Это делается для того чтобы они плотно прилегали друг к другу и хорошо сваривались;
Далее заготовки устанавливаются на сварочный станок в определенном положении и фиксируются, чтобы избежать сдвигов и отклонений от перпендикулярного положения;
Теперь выполняется процедура сварки заготовок с обеих сторон;
После сварки на следующем станке выполняется торцовка и при необходимости дополнительная правка.

Главный недостаток сварного производства – это скорость и объемы получаемой продукции. Прокатное производство позволяет за короткие сроки получить достаточно большой объем двутавра.

Где применяется балка двутавровая

Области применения стальных балок очень широки. Она встречается в различных областях хозяйства. Благодаря широкому ассортименту ее можно применять для различных целей. Вот основные области использования продукции:

В строительной отрасли (промышленное и частное строительство) для изготовления перекрытий, металлических каркасов и вертикальных опор;
Для изготовления опор мостов;
При обустройстве железнодорожных тоннелей достаточно большой протяженности, а также подземных автомобильных тоннелей;
Пути для промышленных кранов;
При возведении кровли промышленных зданий и сооружений;
Строительство котлованов и различных бункеров, которые будут располагаться под большим слоем грунта;
Возведение различных архитектурных и инженерных сооружений большого масштаба.

В строительной отрасли очень важно использовать элементы, которые обладают небольшой массой, но в то же время большой прочностью. К таким элементам смело относится балка двутавровая. При правильном подборе необходимой конструкции можно построить качественное здание, которое будет обладать долгим сроком эксплуатации.

Какие виды балок бывают, секреты их выбора и главные особенности применения

Виды балок имеют достаточно разноплановые направления использования. Балка – элемент конструкции, устанавливаемый на две опоры, расположенные между собой на определенном расстоянии.

Это строительная сфера
Возведение сооружений различного функционального предназначения
На гражданских и промышленных объектах и ряд других.

Поговорим о том, что такое балка в строительстве

Исходя из практического предназначения этот конструкционный элемент, зачастую группа элементов от двух и более, играет роль несущей линейной конструкции. То есть работает на изгиб, воспринимает вертикальные весовые нагрузки (иногда, горизонтальные, в том числе кратковременные, в ряде ситуаций).

Говоря проще, в строительстве балка применяется, как правило, в качестве опорной системы при монтаже перекрытий, подвесных и навесных конструкций. В качестве опор выступают колонны, другие балки, порой подвесы, несущие, как правило, наружные, стены.

Помимо практического предназначения существует и декоративное. В таком случае балка не воспринимает нагрузки и является лишь, по сути, элементом дизайна интерьера помещения, например, в таких стилях как кантри, скандинавский, хай-тек и эклектика. В такой ситуации чаще используется термин «фальш-балка», имитация балки.

Пример использования фальш-балки в интерьере

Давайте рассмотрим какие существуют разновидности балок и как их правильно выбрать.

Виды балок – основные критерии классификации

Итак, основной параметр выбора заключается в том, что необходимо определиться с какой целью будет использоваться балка. Если это практическое назначение, то при подборе необходимо руководствоваться проектно-сметной документацией, в которой рассчитаны несущая способность, все эксплуатационные характеристики, включая такие как:

общая длина;
форма и площадь поперечного сечения;
материал изготовления;
способ монтажа (они отличаются).

Это и есть основные критерии выбора. Если балка используется в декоративных целях, то ориентироваться следует на дизайн-проект отдельно взятого помещения или объекта в целом. В таком случае значение имеют больше габариты и декоративные свойства, соответствие выбранному стилю дизайна интерьера и поставленным задачам, например, таким как зонирование помещений, размещение коммуникаций, элементов локального и общего освещения.

Металлические балки — это прекрасное решение в вопросе зонирования помещений или же декорирования

Особенности выбора

Длина выбирается исходя из расстояния между крайними опорами с учетом способа монтажа (балка может опираться как на две опоры, так и на несколько, либо не иметь опор в подвесных конструкциях, но тут разговор уже больше о других элементах).
Площадь поперечного сечения выбирается либо путем расчета нагрузок при практическом применении, либо с учетом задач, реализуемых при декоративном использовании.
Форма сечения встречается различная, в преобладающем числе случаев квадратная, прямоугольная, классическая круглая, реже трапециевидная, бывает еще многогранной и сложной (о фасонном металлопрокате еще поговорим).

Что касается материала изготовления, то вариантов существует множество:

металлы и сплавы, очень широко используются металлические балки перекрытия;
железобетон, как правило, сборные, реже монолитные железобетонные балки;
древесина, различные породы дерева, классический строительный материал, который применяется уже тысячи лет.

Декоративные фальш-балки изготавливаются, как правило, либо из древесины, либо из полимерных материалов (пенополиуретана, пенополистирола, в народе используется термин «пенопласт»). Относительно их декоративных эффектов. Имеет значение то, поверхность какого материала воспроизводится. Очень часто это фальш-балки с имитацией под определенную породу дерева либо под покраску, есть и другие варианты.

Балки в строительстве

Ранее в ходе возведения зданий, различных навесных конструкций, тех же мостов, широко использовалась древесина. Что нашло отражение в летописях, сказаниях, былинах, народном эпосе и сохранившихся памятниках древнего зодчества. Сейчас такое решение используется крайне редко в малоэтажном строительстве, при возведении деревянных жилых домов и построек хозяйственного назначения. В том числе каркасных, особенно в тех местах где есть большие лесные массивы и доступные по стоимости пиломатериалы, тот же брус или бревно.

Железобетонные балки активно применяются в промышленном строительстве и при возведении многоэтажных зданий, в других сферах. Варианта два.

Купить сборную железобетонную балку, в таком случае проверяйте документы, подтверждающие качество и соответствие действующей нормативной базе. Например, ГОСТ 20372-2015 для стропильных, подстропильных балок, ГОСТ 24893-2016 для обвязочных балок и другие.
Сформировать монолитную железобетонную балку непосредственно на объекте строительства. Технология заключается в монтаже арматурного каркаса, установке опалубки и заливке бетоном со строгим соблюдением технологии производства.

Теперь о металлических балках

Исходя из опыта практического использования, в таком случае разговор идет, как правило, о двутавре, одной из разновидностей фасонного черного металлопроката. Если точнее, то правильное название – двутавровая балка, сортамент определяется в ГОСТ Р 57837-2017.

Но порой используются и другие виды металлопроката, такие как трубный (всевозможные полые трубы) и фасонный. О второй группе немножко подробнее.

Виды фасонного проката

Конечно же, к этой группе относится двутавровая балка (форма сечения в виде буквы «Н»), и другие виды проката, выделим:

швеллер, он имеет П-образный профиль, активно применяется при монтаже перекрытий;
тавр, с сечением в форме буквы «Т», и с подобным профилем рельс. Встречаются в частных домовладениях как элемент перекрытия погребов и хозяйственных построек;
уголок, с сечением в виде буквы «Г», применяется в качестве балки очень редко. При незначительных несущих нагрузках и как дополнительный компонент в индивидуальном строительстве (здания и иные сооружения хозяйственного предназначения).

Но все же наиболее часто применяется именно двутавр. Об особенностях его выбора далее.

Стройка одного из аэропортов. Как видите, применяют металлические балки перекрытия

Особенности выбора двутавровой балки

Двутавр следует выбирать исходя из нескольких основных параметров. В первую очередь технология производства. Выпускается горячекатаный металлопрокат (с использованием специальных прокатных станов) и сварной (задействуется сварка). В ходе производства применяется сталь различных марок, как углеродистая, так и низколегированная.

Такой важный критерий как вес балки двутавровой, прежде всего зависит от ее параметров, среди них:

длина (от 4 до 24 м.п.);
ширина полок (от 5,5 до 40,0 см);
высота, альтернативное название – номер балки. Указывается в обозначении проката, находится в пределах от 10 до 100 см.

Следующий важный параметр – функциональное предназначение. В маркировке наряду с номером используется буква.

Основные виды двутавра

Выделяют такие виды двутавра как

широкополочный (Ш)
нормальный (Б)
колонный (К)
узкополочный (У)
монорельсовый (М).
Буква Д обозначает дополнительную серию.

И еще один важный критерий – угол наклона граней. Бывает обычным (в пределах 6-12 %) и специальным (С – 16,0 % и М – 12,0 %).

И наконец, помимо строительства различные виды балок, особенно металлические, используются активно и в других отраслях. Таких как машиностроение, особенно транспортное и станкостроение. Возникнет необходимость купить металлическую балку обращайтесь! Обязательно поможем с выбором.

Изготовление балок из металла

Изготовление балок из металла возможно как в крупных промышленных масштабах, так и по индивидуальным проектам. Несмотря на то, что изделия имеют определенную классификацию, в бытовом общении под таким элементом имеют в виду двутавровую балку. В любом случае задачи и функции у этого элемента одни – обеспечить необходимую прочность конструкции.

В зависимости от условий эксплуатации металлические балки имеют специальную маркировку. В нашей статье мы расскажем, как и на чем изготавливают эти конструкционные элементы, какие бывают дефекты, а также опишем преимущества и недостатки балок.

Определение и классификация балок из металла

Балка – металлическая конструкция, предназначенная для усиления прочностных показателей и повышения устойчивости разнообразных строительных сооружений. Для ее изготовления преимущественно используют стали с разными добавками, увеличивающими сопротивление металла на изгиб.

Балка распределяет равномерно нагрузки по всей своей плоскости. Основная конструктивная функция этого элемента – быть надежной опорой. В большей части случаев стальные балки применяют для перекрытий этажей и крыш строительных сооружений.

Существуют различные варианты классификации, но самый распространенный – это разделение по форме. Можно отметить три популярных категории стальных балок, применяемых при строительстве современных объектов:

Тавровые. Этот вид металлопроката имеет поперечное сечение типа «Т».
Двутавровые. Такой тип металлоконструкции имеет поперечное сечение в виде буквы «H», обеспечивающее повышенную жесткость и позволяющее использовать его для более длинных пролетов.
Швеллер. Металлоконструкция, имеющая поперечное сечение в виде буквы «П». Такой тип имеет широкое применение в различных сферах промышленности.

Из всех конфигураций самыми используемыми при сооружении жилых и производственных объектов являются балки двутаврового сечения. Обладая большей жесткостью и прочностью, они способны выдерживать значительные изгибающие нагрузки.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Помимо металлических балок, в строительстве находят применение конструкции, изготовленные из других материалов, например, из древесины, полиуретана или алюминия. Но область их использования значительно меньше, чем стальных.

Рекомендуем статьи по металлообработке

При изготовлении балок из металла маркировка и обозначение будут зависеть не только от формы сечения, но от соотношения остальных параметров.

Для буквенного обозначения маркировки двутавровых изделий с параллельными полками по ГОСТ 26020-83 существуют следующие литеры:

У – для исполнения с узкими полками;
Б – с нормальными полками;
Д – среднеполочные;
Ш – при широкополочном исполнении;
К – опорно-колонные, характеризующиеся почти одинаковой высотой профиля и шириной полки.

По величине угла наклона внутренних граней балки имеют следующие буквенные обозначения:

О – для обычного исполнения при уклоне внутренних граней 6–12 % по ГОСТ 8239-89;
М – монорельсовые, предназначенные для монтажа подвесных путей и имеющие угол наклона не больше 12 % по ГОСТ 19425 74;
С – сварные, имеющие уклон внутренних граней полок до 16 %, предназначенные для армирования шахтных стволов.

По классу точности и сфере их применения двутавровым конструкциям присваиваются следующие буквенные символы:

А – высокоточные балки специального назначения;
Б – горячекатаные с обычной точностью прокатки;
В – горячекатаные с повышенной точностью изготовления.

Помимо этого, в зависимости от состояния поставок, балки двутавровые, характеристики которых обусловливаются множеством факторов, подразделяются на брусья:

мерной длины;
немерной длины;
кратной мерной длины.

Причем ширина полок не должна быть более 1,5 высоты стенки, а предельно допустимое соотношение толщины полок к толщине стенки не должно превышать 1:4.

Преимущества и недостатки балок из металла

Прокаты двутавровые имеют не только преимущества, но и недостатки, которые надо учитывать перед использованием в постройке сооружений.

Главное преимущество – надежность и повышенные прочностные характеристики, что обеспечивается специфической формой сечения и прочностью стального материала. Любой объект намного быстрее разрушится, если прикладывать силы к одной точке или к небольшому участку. Балка двутаврового исполнения предназначена для равномерного распределения воздействующих на нее вертикальных сил по всей поверхности. При отсутствии концентрации сил металл не получит усталость, а срок эксплуатации изделия будет значительно больше. Наличие таких свойств допускает применение металлопроката в построении больших (многоэтажных) сооружений со значительными нагрузками.

Помимо главных показателей, есть еще такие преимущества, как:

Облегченная конструкция. Такая геометрическая форма сечения избавляет от необходимости использовать большое количество металла, при этом сохраняя все прочностные характеристики. Конструкция становится легче, а вес не влияет на прочность.
Значительная экономичность. Использование материалов двутаврового типа позволяет сохранить высокую жесткость конструкции без применения дополнительных стоек, опор, колонн и армирующих элементов. Такую прочность и устойчивость здания можно, конечно, обеспечить и применением арматуры, но это будет очень дорогое удовольствие, так для этого придется использовать огромное количество материала.
Большая устойчивость к сжатию и нагрузкам на изгиб. Такое свойство позволяет применять их в местах с повышенными вибрациями и другими видами колебаний, например, при строительстве мостов.
Легкая свариваемость, так как при изготовлении балок из металла используют стали, легко поддающиеся сварке. Это значительно повышает скорость монтажно-строительных работ.
Неизменность технических характеристик и геометрических форм с течением времени. Прочность и упругость металлопроката позволяют сохранять их форму и надежность даже при воздействии больших сил. Все характеристики сохраняются, так как отсутствует деформация.
Удобство транспортировки. За счет компактности расположения и укладки перевозка в транспортном средстве деталей с сечением в виде буквы «H» позволяет значительно снизить расходы на доставку и транспортировку.

Двутавровые балки имеют и ряд недостатков, которые тоже должны учитываться при возведении сооружений:

Слабые характеристики огнеупорности. Во время пожара может подняться очень высокая температура, что негативно отразится на прочностных свойствах изделия из двутавра, что приведет к потере качества, и в итоге нарушит его безопасную эксплуатацию.
Подвергаются со временем коррозионному воздействию. Для изготовления балок из металла используют низколегированные или углеродистые стали, подверженные коррозийному разрушению. Поэтому в условиях повышенной влажности рекомендуется их применение только с обработкой поверхности специальными защитными средствами.
Нельзя использовать при строительстве зданий для пролетов, превышающих максимально допустимое расстояние. В таких случаях, если не поставить дополнительные опоры, то основные несущие способности на порядок уменьшатся.
Низкая устойчивость к воздействию скручивающих сил.

Технология изготовления балок из металла

По способу изготовления такие металлоконструкции бывают сварного типа или прокатного исполнения:

Прокатная балка. Ее изготавливают на прокатных станах литейных заводов из цельного слитка. При прохождении через прокатные плети заготовка на выходе приобретает форму целого металлического двутавра.
Сварная балка. Наиболее широкое применение имеют двутавровые балки с поясными швами, соединяющие стенку с полками. Такие изделия собирают из трех листовых элементов по чертежам, обеспечивая параллельность полок и перпендикулярность полок и стенки.

Производство сварных балок – довольно сложный процесс, при котором учитываются многие параметры, такие как плотность, прочность, жесткость. Но к плотности балки предъявляются особые требования. Эта величина должна быть очень высокой. В конструкторских бюро многих предприятий ведутся исследования по созданию металлических балок, использующих наименьший объем металла при тех же параметрах жесткости.

Технология изготовления балок из металла сварной конструкции проста и экономична, что позволяет ей конкурировать с балками, изготовленными прокатным способом, и состоит из следующих операций:

На первом этапе выполняют расчеты необходимых значений прочности и жесткости, выбирается марка стали на изготовление.
Затем согласно чертежу производится резка листового металла на полосы, скорость реза металлического листа приблизительно равна 1 м/мин.
После отрезки необходимо провести фрезеровку торцовых поверхностей на фрезерном оборудовании, для того чтобы подготовить ровные и точные по размеру поверхности для дальнейших операций с целью обеспечения прочности соединения.
На следующем этапе выполняется сборка. Этой операции придается особое значение, так как здесь необходимо обеспечить строгую симметричность расположения полок между собой и перпендикулярность полок и стенки.

В небольших компаниях с маленькими объемами сборку можно осуществить ручным способом, но при массовой серийности ее выполняют с применением автоматизированных машин. В таких производствах применяют станы для сборки балок модели Z15 с высокой производительностью. Процесс сборки на данном оборудовании состоит из двух этапов. На первом производится сборка Т-образной части балки, а на втором присоединяют дополнительную стенку, получается двутавр.

Самоходные механизмы – сварочные трактора, оборудованные роликовыми колесами, предназначены для перемещения по цеховой территории и являются самым надежным и простым способом сварки. Но их использование в массовом производстве нерентабельно.

При малых и средних производствах сборочные и сварные работы для изготовления балок из металла могут производиться ручным способом, поэтому цена на их продукцию становится значительно дороже.

Оборудование для изготовления балок из металла

Сварочные работы используют не только для скрепления полок и стенки, но и для соединения готовых балок между собой встык. Под такие операции предназначено следующее оборудование:

Помимо сварочной головки, станок оснащается приспособлениями, способными производить контроль качества шва, подачу флюса и его удаление. К преимуществам такого оборудования также относится возможность выполнения соединения под углом 45°, что повышает качество сварки деталей, обеспечивая хороший катет.

Такое оборудование используют для автоматизации процесса и укомплектовывают различной навесной оснасткой. Оно универсально: на одном виде устройства можно производить сварку деталей разных габаритов. Модели манипуляторов различаются по способу перемещения свариваемых заготовок, габаритам и весу. Рабочим органом можно назвать автоматическую головку, способную произвести сварку в средах с защитными газами или с применением жидкого флюса. Благодаря их универсальности решаются самые разнообразные задачи.

Это тип профессионального оборудования, предназначенный для автоматизирования и упрощения проведения больших объемов работ, связанных со сваркой металлов. Они могут передвигаться как по направляющей, так и по поверхности материала, что увеличивает эффективность их назначения и сокращает технологическое время операции. Их можно использовать для сварки длинномерных деталей, таких как балки двутаврового сечения. Однако применение сварочных тракторов технологически целесообразно только при изготовлении небольших партий деталей.

Возможные дефекты при изготовлении балок из металла

Во время изготовления балок из металла из-за отступления от технологических или иных параметров иногда происходит кристаллизация стали от высокой температуры. В металле могут возникнуть внутренние напряжения из-за расхождения по фазам, приводящие к снижению прочности и жесткости.

При сварке стального листового материала могут появиться следующие дефекты:

Не до конца проваренные швы с низким качеством исполнения приводят к концентрации напряжений и нарушению формы наружных поверхностей или геометрии стыка.
Образование прожогов при вытекании расплава из ванны, которые приводят к появлению дырок в шве.
Появление подрезов – канавок вдоль области соединения.
Возникновение трещин, образующихся в местах разрыва шва.
Возникновение шлаковых или вольфрамовых включений в диффузионном слое, появляющиеся при высокой скорости сварки с образованием тугоплавких оксидов.

Все это приводит к зарождению усталостных трещин. Металлоизделия с такими дефектами нельзя использовать в производстве, потому что они не смогут выдержать больших нагрузок на изгиб и кручение. Их необходимо отсортировать в брак и по возможности переварить повторно.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: