Какую нагрузку выдерживает двутавровая балка 20: схемы крепления, выбор номера профиля
Содержание
Двутавровая балка – размеры, необходимое усиление, варианты соединения
Благодаря превосходным физическим свойствам двутавровая балка является популярнейшим элементом при строительстве самых разнообразных жилых и промышленных конструкций. Универсальный Н-образный профиль разрешает возводить сравнительно легкие каркасы зданий любой высоты с высокими показателями прочности, жесткости и надежности.
Что такое двутавровая балка?
Под этим названием подразумевают строительные элементы из металла, композита или древесины с Н-образным профилем. «Двурогая» конструкция вызывает ассоциации с головой животного, поэтому во многих регионах прижился термин, являющийся производным от латинского слова taurus (в переводе «бык»). В странах Запада балка двутавр в технической литературе чаще называется I-beam, double-T, H-beam, wide-flange shapeс (США).
Для чего нужны двутавровые балки?
Сфера использования строительных элементов Н-образного сечения крайне широка. Двутавр – это крайне популярная разновидность балок, которые сейчас выпускаются из разных материалов преимущественно для изготовления несущих конструкций:
- При возведении колонн.
- В качестве опор на эстакадах и мостах.
- При постройке путепроводов и тоннелей.
- Для укрепления стволов в шахтах и метрополитене.
- В качестве инженерных опор для укрепления стенок котлованов.
- При изготовлении подкрановых балок в производственных помещениях.
- В производстве вагонов, грузовых платформ.
- В каркасном домостроении.
- При возведении межэтажных перекрытий.
Плюсы и минусы двутавровых балок
Использование сплошного круглого или прямоугольного сечения дает высокую прочность, но приводит к перерасходу материала. В поиске оптимального профиля строители постепенно перешли к широкому использованию двутавра, оценив все достоинства Н-образной формы. Рассмотрим основные плюсы такого выбора:
- Двутавры стальные обладают высокими показателями прочности и износостойкости.
- Балки с таким сечением выдерживают высокие нагрузки практически на всех направлениях.
- Более рациональное использование материала.
- Уменьшение нагрузки на фундамент.
- Снижение стоимости постройки.
- Удобство в складировании и при монтаже.
- Одинаковое расстояние в обе стороны от центральной стенки.
Минусы двутавра:
- Невысокая устойчивость Н-образных балок к скручиванию.
- При больших типоразмерах приходится горячекатаные двутавры заменять сварными элементами.
- На больших пролетах требуется использование дополнительных опорных конструкций (колонн).
Виды двутавровых балок
Использование разных материалов разрешает удешевлять смету и делать более легкие конструкции без потери надежности и долговечности. В ответственных местах применяется исключительно металл, например, если требуется балка монорельсовая двутавровая при изготовлении подвесных путей. При настиле полов и в каркасном строительстве во многих случаях отлично подходят детали из древесины или стеклопластика.
Из чего делают современные двутавровые балки:
- Металлические двутавры (сталь, алюминий, разные сплавы).
- Деревянная двутавровая балка.
- Двутавры стеклопластиковые – легкие, устойчивые к химическому воздействию, влаге, колебаниям температуры.
- Двутавровая балка железобетонная – выпускают из армированного бетона М 300-500, используются при возведении крупнопанельных сооружений.
Деревянные двутавровые балки
В сфере строительства, где не практично использовать тяжелые металлические элементы, распространение получили изделия из легких природных материалов. Деревянный двутавр изготавливают из трех частей – стойки из плиты ОСП и 2-х полок из сосновой доски или склеенного LVL-бруса. В единое целое они соединяются методом прессования с двойным шипом на клей. Для увеличения долговечности и устойчивости к вредным факторам поверхности покрывают антипиренами и антисептиками.
Преимущества деревянных двутавров:
- Приемлемая прочность на изгиб.
- Снижение веса конструкций.
- Отсутствие растрескивания, усушки, сдвигов, усадки, скрипа.
Металлическая двутавровая балка
Тяжело отыскать строительную площадку, где не используется в разной мере фасонный металлопрокат. Двутавровая балка характеристики имеет прекрасные, уникальное сечение разрешает ей отлично работать в разных областях при значительных нагрузках. Рассмотрим основные разновидности стальных элементов с Н-образным профилем:
- Горячекатаный двутавр. Изготавливается методом горячей прокатки из раскаленных болванок на специальных станах. Достоинства таких изделий – монолитность, отсутствие швов, высокая надежность и прочность, относительно простое и недорогое производство. Минусы горячекатаных двутавров – наличие окалины, большой вес, размеры заготовок ограничены (длина 12 м/п, ширина полок до 400 мм).
- Сварной двутавр. Для получения Н-образного профиля стальные полосы соединяют электросваркой на стендах в единое изделие требуемой длины. Достоинства метода – сварные изделия легче горячекатаных балок, проще получить деталь индивидуальных размеров. Минусы данных двутавров – наличие швов снижает прочность, требуется дополнительно усиливать конструкцию ребрами жесткости.
Достоинства метода – сварные изделия легче горячекатаных балок, проще получить деталь индивидуальных размеров. Минусы данных двутавров – наличие швов снижает прочность, требуется дополнительно усиливать конструкцию ребрами жесткости.Двутавр – размеры
Существует широкий ассортимент строительных элементов с Н-образным профилем. Можно легко подобрать изделия с подходящими параметрами для выполнения своих задач. Деревянная балка двутавровая размеры сечения имеет разные в зависимости от серии:
- БДК.
- БДКУ.
- БДКШ.
- СДКУ.
- СДКШ.
При выборе стального двутавра следует учитывать маркировку, изделия бывают нормальные (ДБ), без уклона полок (Б), широкополочные (Ш), колонные (К) и другие. Рассмотрим предельные размеры стальных балок Н-образного профиля:
- L (длина балки) – 4-13 мм.
- H (высота профиля) – 100-600 мм.
- B (ширина профиля) – 55-190 мм.
- S (толщина стенки) – 4,5-12 мм.
- T (толщина полки) – 7,2-17,8 мм.
- Вес (для погонного метра) – 9,459-108 кг.
Усиление двутавровой балки
Если предварительные расчеты свидетельствуют о наличии существенных нагрузок на растяжение, изгиб или сжатие, то нужно подумать об увеличении прочности. Двутавровая балка – это ответственная деталь любой постройки, разработано несколько способов усиления ее характеристик:
- Увеличить сечение.
- Изменить конструктивную схему.
- Установить дополнительные связи, опоры, ребра, диафрагмы.
- Усилить балку путем подведения дополнительных элементов.
- Произвести усиление балок в точках соединения.
- Использование преднапряженных конструкций – напряжения создают искусственно в момент изготовления.
Соединение двутавровых балок между собой
При постройке габаритного здания стандартной длины металлопроката зачастую не хватает. При расчетах, какую нагрузку выдерживает двутавровая балка, громадную важность имеет способ соединения отдельных элементов конструкции.
Существуют следующие варианты стыковки Н-образного профиля:
- Сварка двутавровой балки с использованием прокладки по периметру профиля.
- Сварка двутавровой балки с использованием укрепляющих накладок на каждую полку и стенку металлопроката.
- Болтовое соединение двутавров.
Таблицы расчета перекрытий
Расчет балок перекрытия
Расчет деревянных балок перекрытия в доме ведется по II предельному состоянию (по прогибам). Относительный прогиб 1/250 (по СНиП «Нагрузки и воздействия»). На практике это говорит о том, что балка перекрытия при нагружении ее равномерно распределенной нагрузкой 400 кг/м2 или 250, 200 кг/м2 в отдельных случаях, прогнется в центре на величину равную L/250, где L — расчетная длина балки (расстояние в свету между опорами).
Например, если расчетная длина балки 6 м (6000 мм), то прогиб в центре при максимальной нагрузке будет 6000/250 = 24 мм. Т.е. в данном примере 24 мм — максимально допустимый прогиб балки, при котором возможна комфортная эксплуатация перекрытия — не будет вибраций, скрипов, ощущения «батута».
Ниже приведены таблицы соотношения типа двутавровых балок, шага их установки, расчетной нагрузки и максимального пролета, при которых выполняются данные условия.
Примечания:
- Балки серии W изготавливаются длиной 6 метров. Максимальный пролет, который они перекрывают 5,8м (при минимальном опирании 100 мм с двух сторон)
- Балки серии L изготавливаются длиной до 13,5 метров.
- Рекомендуемые шаги — 0,4 и 0,6 м для межэтажных перекрытий; 0,6 и 0,8 для чердачных перекрытий.
- Максимальный пролет — расстояние «в свету» между соседними опорами.
- Шаг балок — межосевое расстояние двух соседних балок.
Таблица расчета балок межэтажного и цокольного перекрытия
Расчет нагрузки 400 кг/м2 для деревянных перекрытий
| Высота балки, мм | Тип балок / шаг балок | Максимальные пролеты, м | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | ||
| 240 | Балка ICJ-240W | 4,95 | 4,50 | 4,16 | 3,93 |
| 300 | Балка ICJ-300W | 5,80 | 5,35 | 4,96 | 4,70 |
| 360 | Балка ICJ-360W | 5,80 | 5,80 | 5,75 | 5,38 |
| 400 | Балка ICJ-400W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 |
| 240 | Балка ICJ-240L | 5,45 | 4,95 | 4,55 | 4,30 |
| 240 | Балка ICJ-240L с полкой 89 мм | 6,05 | 5,50 | 5,10 | 4,80 |
| 300 | Балка ICJ-300L | 6,50 | 5,90 | 5,45 | 5,15 |
| 300 | Балка ICJ-300L с полкой 89 мм | 7,20 | 6,55 | 6,10 | 5,75 |
| 360 | Балка ICJ-360L | 7,45 | 6,75 | 6,30 | 5,90 |
| 360 | Балка ICJ-360L с полкой 89 мм | 8,30 | 7,50 | 7,00 | 6,60 |
| 400 | Балка ICJ-400L | 8,10 | 7,35 | 6,80 | 6,40 |
| 400 | Балка ICJ-400L с полкой 89 мм | 9,00 | 8,15 | 7,50 | 7,10 |
| 460 | Балка ICJ-460L | 9,00 | 8,15 | 7,50 | 7,10 |
| 460 | Балка ICJ-460L с полкой 89 мм | 10,00 | 9,05 | 8,40 | 7,90 |
| 500 | Балка ICJ-500L | 9,60 | 8,70 | 8,05 | 7,60 |
| 500 | Балка ICJ-500L с полкой 89 мм | 10,60 | 9,60 | 8,95 | 8,40 |
| 600 | Балка ICJ-600L | 11,00 | 9,95 | 9,25 | 8,70 |
| 600 | Балка ICJ-600L с полкой 89 мм | 12,00 | 11,00 | 10,20 | 9,60 |
Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия
Расчет для нагрузки 200 кг/м2 без нагрузки на деревянные перекрытия от стропильной системы
| Высота балки, мм | Тип балок / шаг балок | Максимальные пролеты, м | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | ||
| 240 | Балка ICJ-240W | 5,65 | 5,52 | 4,95 | 4,68 | 4,50 |
| 300 | Балка ICJ-300W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,60 | 5,35 |
| 360 | Балка ICJ-360W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 |
| 400 | Балка ICJ-400W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 |
| 240 | Балка ICJ-240L | 6,20 | 5,80 | 5,45 | 5,15 | 4,95 |
| 240 | Балка ICJ-240L с полкой 89 мм | 6,90 | 6,45 | 6,05 | 5,75 | 5,50 |
| 300 | Балка ICJ-300L | 7,40 | 6,90 | 6,50 | 6,15 | 5,90 |
| 300 | Балка ICJ-300L с полкой 89 мм | 8,25 | 7,70 | 7,20 | 6,90 | 6,60 |
| 360 | Балка ICJ-360L | 8,50 | 7,90 | 7,50 | 7,10 | 6,80 |
| 360 | Балка ICJ-360L с полкой 89 мм | 9,45 | 8,80 | 8,30 | 7,90 | 7,55 |
| 400 | Балка ICJ-400L | 9,25 | 8,60 | 8,10 | 7,70 | 7,40 |
| 400 | Балка ICJ-400L с полкой 89 мм | 10,25 | 9,55 | 9,00 | 8,50 | 8,15 |
| 460 | Балка ICJ-460L | 10,25 | 9,55 | 9,00 | 8,50 | 8,15 |
| 460 | Балка ICJ-460L с полкой 89 мм | 11,40 | 10,60 | 10,00 | 9,50 | 9,05 |
| 500 | Балка ICJ-500L | 11,00 | 10,15 | 9,55 | 9,10 | 8,65 |
| 500 | Балка ICJ-500L с полкой 89 мм | 12,15 | 11,30 | 10,60 | 10,05 | 9,65 |
| 600 | Балка ICJ-600L | 12,50 | 11,65 | 11,00 | 10,40 | 9,95 |
| 600 | Балка ICJ-600L с полкой 89 мм | 13,30 | 12,90 | 12,15 | 11,55 | 11,05 |
Таблица расчета балок чердачного не эксплуатируемого перекрытия
Расчет для нагрузки 250 кг/м2 с нагрузкой на перекрытие от стропильной системы
| Высота балки, мм | Тип балок / шаг балок | Максимальные пролеты, м | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | ||
| 240 | Балка ICJ-240W | 5,25 | 4,95 | 4,60 | 4,35 | 4,15 |
| 300 | Балка ICJ-300W | 5,80 | 5,80 | 5,50 | 5,20 | 4,95 |
| 360 | Балка ICJ-360W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,70 |
| 400 | Балка ICJ-400W | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 | 5,80 |
| 240 | Балка ICJ-240L | 5,77 | 5,36 | 5,04 | 4,79 | 4,58 |
| 240 | Балка ICJ-240L с полкой 89 мм | 6,43 | 5,97 | 5,61 | 5,33 | 5,10 |
| 300 | Балка ICJ-300L | 6,88 | 6,39 | 6,01 | 5,71 | 5,46 |
| 300 | Балка ICJ-300L с полкой 89 мм | 7,68 | 7,13 | 6,70 | 6,37 | 6,09 |
| 360 | Балка ICJ-360L | 7,92 | 7,35 | 6,92 | 6,57 | 6,28 |
| 360 | Балка ICJ-360L с полкой 89 мм | 8,80 | 8,17 | 7,69 | 7,31 | 6,99 |
| 400 | Балка ICJ-400L | 8,58 | 7,97 | 7,50 | 7,12 | 6,81 |
| 400 | Балка ICJ-400L с полкой 89 мм | 9,54 | 8,85 | 8,33 | 7,91 | 7,57 |
| 460 | Балка ICJ-460L | 9,54 | 8,85 | 8,33 | 7,91 | 7,57 |
| 460 | Балка ICJ-460L с полкой 89 мм | 10,59 | 9,83 | 9,25 | 8,79 | 8,40 |
| 500 | Балка ICJ-500L | 10,16 | 9,43 | 8,87 | 8,43 | 8,06 |
| 500 | Балка ICJ-500L с полкой 89 мм | 11,27 | 10,46 | 9,84 | 9,35 | 8,94 |
| 600 | Балка ICJ-600L | 11,64 | 10,81 | 10,17 | 9,66 | 9,24 |
| 600 | Балка ICJ-600L с полкой 89 мм | 12,89 | 11,97 | 11,26 | 10,70 | 10,23 |
4-дюймовая двутавровая балка | 10 футов в длину | Двутавровая балка S3 x 7,7
Детали
Двутавровая балка 4 дюйма | 10 футов в длину | ASTM A36 Grade
- 10-футовая секция 4-дюймовой двутавровой балки
- Материал класса ASTM A36
Материал марки A36 представляет собой углеродистую сталь средней прочности на растяжение.
Используется для простых конвейерных путей и систем толкающих тележек с цепными талями. При использовании с балочной тележкой Webb на 1500 фунтов модели 10711 максимальная нагрузка составляет 1500 фунтов. Эта секция балки готова к монтажу и может быть закреплена на месте с помощью сварных или зажимных систем крепления. Используйте стальные двутавровые секции Ultimation с ручными конвейерными тележками с двутавровыми балками Jervis Webb для создания простых конвейерных систем. Заказать балочную тележку Jervis Webb 10711 здесь.
S4 x 7,7 Размеры и отделка
- 7,7 фунта на фут
- глубина 4,00″
- Ширина фланца 2,66″
- Толщина полотна 0,19″ в самом тонком месте
- неокрашенный
- Деталь №: S4-10
Размеры, свойства материала и химические свойства см. на приложенном рисунке.
Применение на конвейерных путях
Эта конструкционная сталь марки ASTM A36 идеально подходит для мелкосерийного производства.
Для систем производственных линий большого объема мы рекомендуем конвейерную дорожку Jervis Webb с более высоким содержанием углерода. Сталь с более высоким содержанием углерода будет сопротивляться износу фланцев даже после того, как по ней пройдут миллионы тележек. Узнайте больше о стали ASTM A36 непосредственно от ASTM, нажав на эту ссылку.
Соображения по установке и безопасности
Многие органы власти требуют, чтобы все стальные подвесные конструкции были спроектированы и одобрены зарегистрированным профессиональным инженером. Обратитесь к инженеру за помощью в вашем конкретном приложении. При использовании с тележкой с двутавровой балкой Jervis Webb 10711 с ручным толканием эта балка S4 x 7,7 может выдерживать вес 1500 фунтов при поддержке на расстоянии 8 футов. При использовании 10-футовых или более пролетов обязательно поддерживайте балку или направляющую ближе к центру или уменьшайте нагрузку. При необходимости эти балки можно закрепить или приварить.
Перед покупкой обратите внимание на стоимость доставки
Двутавровые балки большие, тяжелые и дорогие в доставке! Чтобы снизить стоимость доставки, Ultimation предлагает предварительно нарезанные балки различной длины и размера.
- Балки длиной 6 футов и 8 футов могут отправляться такими курьерскими службами, как Fedex и UPS. Они могут быть доставлены практически по любому адресу в Соединенных Штатах. Минимизируйте расходы на доставку, купив нужный размер
- Балки длиной 10 футов или 20 футов должны быть отправлены с грузовыми перевозками и можно отправлять только на коммерческие адреса . Тот факт, что вы ведете бизнес с адреса, не означает, что транспортные компании считают ваш адрес коммерческим адресом. Если вы сомневаетесь, свяжитесь с Ultimation по адресу [email protected] или позвоните нам по телефону 586-771-1881, и мы быстро проверим ваш адрес. Если вы заказываете секции длиной 10 футов или 20 футов, у вас будет минимальный объем заказа двутавровых балок в зависимости от размера и длины. Это связано с тем, что в некоторых случаях стоимость доставки одной балки превышает стоимость самой балки.
- Балки длиной 20 футов подлежат дополнительной оплате за доставку из-за их слишком большой длины. Эти сборы отражены в наших ценах, стоимости доставки и минимальном количестве заказа для длинномерных изделий 20 футов
Это связано с тем, что в некоторых случаях стоимость доставки одной балки превышает стоимость самой балки..
Нужен другой размер?
Мы храним, режем и отправляем двутавровые балки и конвейерные гусеницы всех размеров. Многие из популярных размеров продаются в Интернете. Свяжитесь с нами по телефону 586-771-1881 для получения информации о специальной длине.
Номер детали: S4-10, MPN: UIS4-10, GTIN: 00818070022828
Балки из конструкционной стали
Стальная двутавровая балка (также называемая двутавровой или W-образной балкой) является важным элементом конструкции, основной целью которого является поддержка и передача нагрузок по горизонтали к ее концам, часто на колонны, балки или другие элементы. структурные элементы.
Горизонтальный элемент балки часто называют «полкой», а вертикальный — «стенкой». Двутавровые балки бывают двух основных типов: катаные (горячие, холодные или экструдированные в зависимости от материала)
Пластинчатая балка (сварные прямые элементы).
Формы с широкой полкой в основном превзошли классические формы двутавровой балки (S) благодаря превосходной структурной эффективности. Основное различие между формой S и формой W заключается в ширине фланца. Одно эмпирическое правило, обычно используемое инженерами для указания размеров балки: Балка = Пролет/20 – Балка = Пролет/15 – Ширина = от 1/3 до 1/2 глубины. Хотя сталь наиболее распространена, двутавровые балки также могут быть изготовлены из алюминия. В случае использования балки стенка сопротивляется силам сдвига, в то время как полки сопротивляются силам изгибающего момента, воздействующим на балку. Однако двутавровые балки относительно неэффективны при нагрузке на кручение.
Пример скручивающей нагрузки
Двутавровые балки маркируются по высоте и весу балки.
Например, балка W10 x 22 имеет глубину 10 дюймов и весит 22 фунта на линейный фут. В зависимости от типа здания и его использования часто используются три системы: «система с односторонними балками», «система с двусторонними балками» и «система с трехсторонними балками». Общая цель при проектировании конструкционной системы двутавровых балок состоит в том, чтобы использовать самую легкую стальную секцию, сохраняя при этом устойчивость к изгибающим и поперечным усилиям, оставаясь при этом в пределах допустимых напряжений. Все это при одновременном ограничении отклонения балок с учетом предполагаемого использования.
Система односторонних балок
Каждая пара внешних колонн поддерживает длинную пролетную балку, дополняющую систему стальных конструкций. Эта система чаще всего используется в длинных узких зданиях. Колонны в пределах площади здания могут быть ограничены или исключены с помощью этой опции, но ширина здания ограничена пролетом (размером балки, конструкцией фундамента колонны, размером колонн)
Двухсторонняя балочная система
A типичный диапазон пролетов двутавровых балок составляет от 20 до 32 футов.
Все, что длиннее этого диапазона, часто становится системой стальных балок с открытой стенкой для повышения экономичности из-за меньшего веса и аналогичных характеристик. Двутавровые балки обычно имеют пролет от 6 футов до 15 футов, что зависит от нагрузки выше и способности металлического настила. Когда двутавровые балки вставляются в балки, общая глубина пола может быть сведена к минимуму. Стенки балок можно разрезать и засверливать для труб малого диаметра и механических услуг, но что-либо крупное часто необходимо устанавливать в пространстве под подвесным потолком внизу.
Трехсторонняя балочная система
Эта балочная система состоит из основных и второстепенных балок, которые часто имеют перпендикулярную вершину. Обычно длинные пролетные элементы (обычно стальные балки с открытой стенкой) проходят параллельно второстепенным балкам под основными балками. Двухсторонняя балочная система, как правило, используется больше, когда желательно исключить колонны в пределах площади здания, а большая глубина пола не вызывает беспокойства.
