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 зварної 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 пристрою фундаменту, оскільки після зниження загальної маси можна використовувати фундамент під бмз (швидкомонтовані будівлі).
Щоб знайти двотавр, відповідний для конкретного випадку, потрібно провести 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 перетині.
Жорсткість металевої конструкції двотавра 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 зварної конструкції обов’язково потрібно розрахунок на міцність, а для конкретного використання ще й розрахунок на прогин. Грамотний розрахунок навантаження на двотаврову 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 сталі і т.д. У таблиці представлена теоретична маса 1 м профілю.
Балка двотаврова розміри і вага (гост 8239-89)
Приклад розрахунку двотавра
Припустимо необхідно розрахувати вагу двотавра № 12 довжиною в 3 метри . 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 двотавра і вводять необхідний метраж. Як бачите, отримане значення більше розрахованого нами на 0,12 кг.
Несуча здатність
Серед всіх типів балок двотаврова має найбільшу міцність, більш того, вона стійка до температурних перепадів. Допустиме навантаження на двотавр 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 найпопулярнішою балкової опори – колони.
Припустимо, що в перетині колони лежить квадрат зі стороною 510 мм, тоді на неї можна буде опереть профіль, для якого ширина не може перевищувати 460 мм. Це пов’язано з тим, що двотавр доведеться приварювати до залізобетонної подушці, а для зварювальних швів знадобиться запас, принаймні, в 40 мм.
Після визначення ширини переходять до вибору профілю і розрахунку навантаження, що впливає на профіль. Вона являє собою сукупність впливів 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 облік іншого впливу. Щоб отримати розрахункове навантаження, розраховане нормативне вплив множиться на так званий коефіцієнт міцності по навантаженню. Залишається до результату додати вже підраховану масу вироби і знайти його момент опору.
Отриманих даних достатньо, 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 двотавра виявляється недостатньою, то виникає необхідність її посилення. Для різних елементів зварної конструкції це питання вирішується по-різному.
Наприклад, для елементів, що сприймають навантаження типу розтягування, стиснення або вигину, використовують такий варіант посилення: збільшують перетин, інакше кажучи, підвищують жорсткість, скажімо, приваривши додаткові деталі.
Теоретично-це один з кращих 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 двотавра і режиму і 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 двотавра 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 двотавра.
01.10.2010, 11:47
Розрахунок:
1) брус 200*200*6000 через 0,5 м =22 т. Р (прогин 20 мм)
2) двотавр 20б ч/з 1,2 м =27 т.р. (прогин 20 мм)
По вазі 1) -90 кг брус, 2) — 120 кг балка
В теорії рішення дуже схожі. Цікавить практика що все таки краще?
Зелений кіт
01.10.2010, 11:55
Брус.
Залізом взагалі не варто робити будь — які несучі конструкції бо при пожежі дерево тримається до останнього, а залізо-хрясь і готово.
01.10.2010, 15:55
Температура при якій піде деформування двотавр з життям несумісна. Тим більше якщо знизу це все буде обшито гіпсокартоном.
Якщо все ж 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 маєте рацію.
+ дерево саме по собі буде підтримувати горіння, а залізо немає…
Зелений кіт
01.10.2010, 17:41
Температура при якій піде деформування двотавр 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 як.
01.10.2010, 20:32
У мене в одному приміщенні проліт вийшов 5,7 метрів, перекриття між 1 і 2 поверхом. Я вибрав двотавр 20б через 1,3 метра, начебто за розрахунком двотавр був міцніше, ніж дерево. Варто врахувати що дерево можна знайти 6,5 метрів, а довжина двотавра 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 двотавром була десь 10-12%. При кладці стін встановлював між вирізом в газоблоці і двотавром 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 двотавру, 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 кіт, я припускаю якщо засипати негорючий утеплювач аля керамзит то горіти там взагалі нічому буде (будинок з піноблоку).
І ще питання якщо перекривати двотавром 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 двотавра), 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 двотавра, а по верх робити контробрешетку (балки за розрахунком). Відстань від краю балки до двотавра 40 см — надійно. Адже за розрахунками на крайнії балки навантаження менше разу в 2 ніж на сусідню, 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 квола, хоча якщо до стіни притягнути може і нормально буде. Якщо впевнений в кріпленні то напевно так.
04.10.2010, 05:57
Я перекривав проліт 5м брусом 150*150 складеним вдвічі 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, 09:32
[
Я так собі зробив
Проліт 11 на 6, розділив на три частини двома двотаврами і уклав дерев’яні балки, а що б не збільшувати товщину перекриття уклав їх всередину тавра. Попередньо приварив куточки до тавру і закріпив балки на болти.
Я так розумію двотаври 6-ти метрові були?
Тут вже 25б2 мінімум потрібен, це на 5 см товщі перекиття, начебто не смертельно.
З приводу закріплення бічних балок до стін мене турбує те, що всі інші балки будуть прогинатися а крайні немає, тоді перекитие прогнеться «»міхуром»? до чого це приїде?
05.10.2010, 10:11
Двотавр 6 — ти меровий 20б1-дві штуки поперек довжини, вийшло 3 зони, дві з обпиранням балок одного боку на стіну, а другий на двотавр, і одна зона з балками затиснутими між двотаврами. Прогинання не помітив, двотавр 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 у вашому випадку 20б1 прогнеться на 77 мм
Цікаво як ви це порахували?
Балка 20 . Застосування. Вид. Розрахунок двотавра .
Двотаврова балка-прокат, що має перетин букви н і означає з латинської мови — » дворога«з двох сторін (»тавр » — бик). Відстань між полками називають висотою, у двотавра 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 мостобудівництва, виготовлення кранів, автомобілів, трубопроводів, літакових ангарів, в залізничному будівництві і т. Д. 20й профіль виробляють по 8239 гост двотаври сталеві, держстандарту 26020-83, двотавр 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, широкополочную балку 20ш і 20к — для колон. Двотавр сто асчм 20-93 з висотою 20 см має межі полиць, які паралельні. Сто двотавр виробляється нлмк, який і розробив даний стандарт. За таким стандартом проводиться також балка 09г2с, яка також підрозділяється на нормальну балку, колонну і широкополочную. Металопрокат з низьколегованої сталі може вживатися як при дуже низькій температурі, так і при високих температурах, не піддаючись деформації.
Двотавр сталевий 20б1 має масу метра-21,3 кілограм. Маса 20ш1 становить 30,6 кг в метрі, вага колонної балки 20к1 — 41,4 кг, вага двотавра 20к2 — 49,9 кг. Параметри двотавра 20б1: висота (h)- 200 мм, ширина полиці (b)- 100 мм, товщина стінки (s) — 5,5 мм, товщина полиці (t)- 8,0 мм. Широкополочний 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 полиці — 10, 0 мм.
Балка 20 за стандартом 19425 може бути монорейкової (позначається буквою м) і спец. (іменується буквою с). Цей гост поширюється на гарячекатані двотаври з полками, що мають нахил внутрішньої поверхні полиць. Монорейковий двотавр, відомий як кран балка, призначенадля кранових шляхів, як несучий міст в козловому 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 прокладанні інженерних комунікацій, кріпленні водовідливів.
Спеціальний профіль 20с має наступні параметри-двотавр розміри : висоту — 200мм, ширину полиці — 100 мм, товщину стінки — 7 мм, товщину полиці — 11,4 мм. Маса 1 м такого двотавра 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 двотавра. Отже, якщо балка 20 на складі металоторгуючої компанії є довжиною 12м, то щоб з’ясувати вагу одного хлиста, потрібно двотавр 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 «металоторг», які крім того підкажуть вартість металу, двотавр ціна за метр, випишуть рахунок , щоб двотавр купити, і вирішать всі поточні питання по завантаженню і доставці.
Двотавр гост 8239 89 — на сортамент двотаврів , 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 двотавр краще? гарячекатаний двотавр або зварений?
Щоб вибрати між гарячекатаною балкою 20 і зварним профілем зі схожими параметрами, вичилюють момент опору. Для цього враховують навантаження на перекриття, безперервну і короткострокову навантаження, використовують табличні дані — коефіцієнт міцності і допустимий прогин для несучих конструкцій.
