- Горячекатаная балка является монолитным элементом, в котором отсутствуют сварные швы, которые требуют дополнительного контроля качества. 2. Простота и малозатратность её производства.
- Высокая механическая стойкость балки обеспечивается отсутствием швов между стенкой и поясами.
- Выполнение больших партий продукции за короткий промежуток времени.
- Высокая металлоемкость из-за чрезмерно утолщенной стенки и как следствие этого – увеличения общей массы металлоконструкции.
- На современных отечественных прокатных станах возможно выпускать двутавровые балки с шириной полки не более 400 мм и длинной 12000 мм,согласно ГОСТ и ТУ, вследствие чего отходность изготовления металлических конструкций автоматически возрастет на 8,3%.
- Недостатком считается и низкое качество поверхности, получаемое после прокатки. Оно устраняется обработкой песком или дробью.
- Прокаткой изготавливаются только стандартные изделия, пользующиеся стабильным спросом.
- Использование дополнительной арматуры для создания ребер жесткости
- Значительно большие трудозатраты при ее изготовлении.
- Требуется проведение неразрушающего контроля на стадии производства.
- Снижение общей металлоемкости благодаря использованию дополнительных ребер жесткости.
- Низкая цена по сравнению с горячекатаной двутавровой балкой при полном сохранении всех механических характеристик двутавровой балки.
- Облегченная сварная двутавровая балка позволяет снизить общий вес металлоконструкции, следовательно можно будет еще сэкономить и на устройстве фундамента под будущее быстровозводимое здание (БМЗ).
- Изготовляется под индивидуальный заказ необходимой длины и площади сечения, согласно с техническому заданию, что невозможно технологически для прокатной балки.
- Отсутствие отходов. Производитель металлоконструкции будет платить только за чистый вес, без отходов.
- Сварная двутавровая балка может производится перфорированной, усеченной, биметаллической, неравно-полочной, асимметричной, с фланцевыми соединениями или дополнительными ребрами жесткости. Ничего подобного нельзя получить на металлургическом комбинате, производящем горячекатаные балки.
- Материалом для изготовления поясов сварных балок, на равнее с листовым прокатом, может служить и профильный прокат. Для изготовления поясов может использоваться швеллер, гнутый профиль и многое другое. Технология производства сварных двутавровых балок позволяет изготовить пояса, которые будут иметь разные свойства и характеристики.
- Особенностью сварных балок является и то, что можно изготавливать балки переменного сечения. Это позволяет рационально использовать металл балки, концентрируя его на участках, которые в процессе эксплуатации будут нагружаться более интенсивно, что также не возможно для прокатной балки, у которой в таком случае будет возникать избыточный предел прочности по всей длине двутавра.
- В качестве первой операции происходит расчет на прочность и жесткость, проверяются стали, которые идут на изготовление;
- Подготовка элементов двутавра, а именно резание металла на полосы, примерная скорость резания металлического листа равна 1 метру в минуту;
- Осуществление процесса фрезерования торцов элементов, входящих в конструкцию. Данная операция проводится для того, чтобы каждый свариваемый элемент легко и эффективно скреплялся с другим, образуя прочное и жесткое соединение, обработка торцов осуществляется на специальном торцфрезерном стане;
- Далее происходит сборка. Она должна быть очень точной, все детали должны располагаться строго перпендикулярно друг по отношению к другу, а также необходимо соблюдение симметрии стенок. Сборка может осуществляться вручную, если говорить о небольшом производстве, либо же с помощью автоматизированных машин, как это происходит на массовом производстве. В производстве применяется стан для сборки балок модели Z15, который имеет высокую производительность. Сборка в данном агрегате осуществляется в два этапа. Первый представляет собой сборку «Т» -образной балки, а на втором этапе к ней присоединяется дополнительная стенка и получается двутавр.
- Затем происходит процесс сварки балки. Технология сварки двутавровой балки может быть различна, поэтому на вопрос: «Как правильно сварить двутавровую балку?» существует много ответов. Сущесвуют приемы наложения швов в разной последовательности. Наиболее частыми способами являются:
- Сварка балки с наклоненным электродом. Данным методом может быть осуществлена одновременная сварка двух швов, однако швы получаются неглубокими;
- Метод «лодочки». Если сваривать балку этим способом, то будут обеспечены благоприятные условия для формирования глубокого шва, однако времени этот метод занимает гораздо больше, чем предыдущий;
- Сам процесс осуществляется с помощью промышленного сварочного аппарата, который сваривает детали под высоким давлением, существует некоторое количество вариантов агрегатов для исполнения процесса сварки на производстве. Это могут быть сварочные манипуляторы, отличающиеся высокой степенью автоматизации, самоходные трактора для сварки – самый надежный и простой способ, однако его применение в условиях массового производства нежелательно. На малых производствах сборка и сварка балок может осуществляться вручную, из-за чего их продукция зачастую очень дорогая.
- 6.После всех вышеописанных процессов происходит корректировка геометрии конструкции. В процессе сварки угол наклона между стенками может измениться, поэтому необходима их правка. Почти готовая металлическая конструкция подается в специальный правочный стан, который похож на прокатный, деталь проходит через систему роликов и на выходе получается готовый товарный продукт.
- Металлопрокатные имеют ограничение по размеру, когда сварная балка таких ограничений не имеет;
- Высокое качество получаемого изделия;
- Отсутствие вредных отходов производства;
- Металлические конструкции, получаемые методом сварки, изготавливаются из различных марок стали. Например в местах, где напряжение минимально можно использовать углеродистую сталь, а в местах, которые в последствии будут подвержены высоким нагрузкам – наоборот легированную высокопрочную. Благодаря такой технологии цена может быть снижена, когда прокатный стан осуществляет прокат только одной марки стали;
- Существует также возможность получения сварной балки переменного сечения, благодаря чему могут быть осуществлены любые архитектурные идеи;
- Также за счет гармоничного и правильного подбора сечения вес может быть снижен примерно на 10 %;
- Балки могут быть выполнены на заказ с заранее заданной длиной.
- Различных несущих конструкций, это может быть фундамент, каркас здания и так далее;
- Межэтажных перекрытий;
- Эстакад;
- Мостов
- Путепроводов;
- Тоннелей;
- Виадуков;
- Жилых зданий;
- Торговых центров;
- Складов;
- Стадионов и так далее.
- Для подвесных путей. Такая сварная двутавровая балка отличается от остальных небольшой длиной стенок по отношению к главной стенке. Применяются такие изделия для подвесных путей и горизонтальных перекрытий;
- Для армирования шахт;
- Нормальной ширины, когда стенки пропорциональны главной стенке;
- Для колонн;
- Высокоточные изделия;
- Изделия обычной точности;
- Увеличить широту пролета здания, так как они имеют большую длину;
- Заказывать различные параметры и размеры, существует огромное количество ГОСТов на двутавры, так что каждый заказчик сможет найти подходящие параметры;
- Архитектура сооружения, как уже было сказано выше, может быть совершенно разнообразной.
- Перекрывают большие пролеты со значительным нагрузками.
- Идеально перераспределяют горизонтальные и вертикальные нагрузки.
- Прекрасно работают на изгиб благодаря жесткости профиля балки.
- Не горят и не теряют свою несущую способность при нагревании даже достаточно высокими температурами.
- Устойчивы к биологическим воздействиям.
- Отлично подходят для строительства конструкции быстровозводимых зданий.
- Позволяют значительнее снизить массу всей конструкции, по сравнению с горячей корнями.
- Изготавливаются также с полностью ассиметричным сечением.
- Первый из которых заключается в том, что двутавры приваривают сначала к специальной пластине, а сварку осуществляют уже по контуру профиля при помощи угловых швов. Преимущество именно этого метода в том, что не приходится разделять кромки балок.
- Второй способ заключается в том, чтобы использовать накладки, которые монтируются симметрично к продольной оси, обрезаются и обвариваются косыми швами. Благодаря этому получается избежать проблем с наложением сварного шва по всей стороне накладки. Этот метод сварки пододит для конструкций с незначительной нагрузкой в будущем, т.е. как раз для строительства частного жилого дома.
- Также сварные балки можно соединить болтовым соединением – это разъемный метод, который нужен для того, чтобы в конструкции отсутствовало остаточное напряжение, а сама конструкция перекрытия была стойкой к ударным и вибрационным нагрузкам. А также тогда, когда нет возможности пригласить профессионалов-сварщиков.
- Вам понадобятся крепежные изделия с нормальной и повышенной точностью. Только в местах тех соединений, где будет нагрузка на срез, нельзя использовать болты нормальной или грубой точности.
- Вам нужно будет заранее проделать просветы на балке (или заказать подобное еще на производстве) так, чтобы внешний диаметр самого отверстия был больше внешнего диаметра болта всего на 2-3 мм. Такая конструкция будет стойкой к деформации, да и сборка в общем попроще.
- Соединение с болтами повышенной точностью хорошо подходит для труднодоступных мест, где невозможны заклепочные соединения. Но здесь диаметр отверстий нужно сделать больше уже на 0,3 мм, чтобы крепеж мог легко выдерживать предстоящую нагрузку.
- Шаг 1. В верхней части основной балки сделать треугольный вырез точного размера.
- Шаг 2. Приварить накладку к нижней части основной балки.
- Шаг 3. В нижней части вспомогательной балки сделать вырезы, которые будут равны половине ширины нижней части основной балки.
- Шаг 4. Теперь верхнюю часть второстепенной балки нужно сформировать в треугольную форму, такую же, как была вырезана в верхней части главной балки.
- Шаг 5. Далее осуществляем монтаж: сначала главной балки, затем второстепенный, и все это – методом использования накладки.
- Шаг 6. И, наконец, последний этап – это монтаж примыкания верхних частей и стенок, где к нижним частям балок тоже приваривается накладка.
Прокатные стальные балки. Подбор и поверка сечения прокатных балок. Прокатная стальная балка
Двутавровая балка
Сварная и прокатная двутавровые балки
Двутавровая балка – это конструктивный элемент сплошного сечения, работающий на поперечный изгиб, состоящий из трёх основных элементов: вертикального - стенки, и двух горизонтальных поясов (полок). Балка двутаврового профиля примерно в 7 раз прочнее и в 30 раз жёстче балки квадратного профиля аналогичной площади сечения. Производятся двутавровые балки двумя способами: сварным и прокатным. Прокатную двутавровую балку изготавливают на металлургических комбинатах на специальных прокатных станах, когда стальному разогретому слитку придают форму двутавра. Такие балки еще называют и горячекатаными. Сварную двутавровою балку производят путем сваривания поясов и стенки в единую двутавровою конструкцию.
Двутавровые балки нашли широкое применения в современной строительной индустрии и промышленности при производстве металлоконструкции. Двутавровые балки, обладающие повышенной жесткостью, позволяют существенно повысить прочность металлоконструкции. Двутавровая балка дает возможность разгрузить металлоконструкцию, так как ее повышенная жесткость позволяет значительно уменьшить сечение других элементов конструкции, в которых требуется высокая прочность и сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам, при относительно больших пролётах. На данный момент двутавровые балки широко используются в строительстве: быстровозводимых сооружений, многопролетных мостах, технологических площадках, подкрановых балках, также в сфере машиностроения.
И прокатные (горячекатаные) и сварные балки имеют как свои плюсы, так и минусы.
Преимущества и недостатки горячекатаной двутавровой балки:
Преимущества горячекатаной двутавровой балки:
Недостатки горячекатаной двутавровой балки:
Преимущества и недостатки сварной двутавровой балки:
Недостатки сварной двутавровой балки:
Преимущества сварной двутавровой балки:
Резюмируя сравнение сварной и прокатной двутавровых балок следует учесть,что
Несмотря на то, что сварные балки практически по всем техническим характеристикам и экономической выгоде превосходят прокатные, они их не могут вытеснить с рынка. Причиной тому служит, то, что двутавровая балка – это очень востребованный товар и полностью удовлетворить спрос могут только мощные прокатные станы металлургических комбинатов. Производители сварной балки, просто не в состоянии на данный момент удовлетворить спрос на двутавровою балку всех отраслей экономики. Хотя постепенно наблюдается тренд в сторону сортамента двутавров, ранее полностью обеспечивавшегося прокатной балкой.
mkzmk.ru
Прокатные балки
Прокатные балки применяют двутаврового или швеллерного профиля. Применение двутаврового профиля более рационально вследствие его симметрии. В то же время швеллерный профиль лучше работает на косой изгиб.
Расчет прокатных балок сводится к определению необходимого номера прокатного профиля, после чего проверяется прочность, жесткость и устойчивость балки.
Расчет и подбор сечения прокатных балок
Выбрав тип балки, определив расчетный пролет и расчетную нагрузку, действующую на балку, вычисляют максимальный расчетный момент М. По расчетному моменту находят минимальный требуемый момент сопротивления
а при условии, когда можно учитывать пластическую работу стали (смотрите раздел Работа стали при изгибе и кручении):
Определив требуемый момент сопротивления Wтр, подбирают по сортаменту ближайший номер профиля, имеющий фактический момент сопротивления W, больший или равный Wтp.
Подобрав сечение, определяют фактическое напряжение в балке, которое должно удовлетворять неравенству
а при учете пластической работы стали
Проверка жесткости балки сводится к определению отношения прогиба балки и ее длине, т. е. к определению относительного прогиба, который не должен превосходить нормативного:
Проверка общей устойчивости. В случае, если верхний пояс балки не закреплен от бокового выпучивания, балка после достижения нагрузкой критического значения может потерять общую устойчивость.
Проверка общей устойчивости балки производится по формуле
Значения коэффициента φб для прокатных двутавровых балок приведены в таблице Коэффициенты φб для прокатных нормальных двутавров из стали марок Ст. 0 — Ст. 3.
Указанная в таблице величина пролета означает расстояние между закрепленными точками сжатой полки (например, между узлами связей, расположенных в горизонтальной плоскости), а не расчетный пролет балки.
При малых значениях φб необходимо предусматривать горизонтальные связи, раскрепляющие верхний пояс.
Пример 3. Требуется запроектировать и рассчитать конструкцию балочной клетки (исключая главные балки), перекрытой металлическим настилом, с размерами ячейки 12 X 6 м.
Нагрузка равномерно распределенная по всей площади, q0 = 1800 кг/м2, коэффициент перегрузки n0 = 1,2; толщина настила не менее 8 мм. Материал сталь марки Ст. 3.
Коэффициент условий работы m = 1.
Допустимые относительные прогибы: для настила f/l = 1/n0 = 1/150; для балок настила 1/n0 = 1/250, для второстепенных балок 1/n0 = 1/400.
Решение. Намечаем два варианта балочной клетки: первый — усложненного типа, второй — с этажным расположением второстепенных балок.
Балочная клетка
Первый вариант. 1) Расчет настила и балок настила. Поскольку толщина настила задана (δ = 8 мм), то тем самым определяется его максимальный пролет а, равный шагу балок. Из формулы, приведенной в таблице Формулы для расчета настила:
Находим
Здесь q — погонная нагрузка в кг/см на полосу шириной 100 см:
Принимаем а = 60 см. Пролет балок настила l2 = 4 м. Расчетная нагрузке на балку q1 = q0anq = 1800 * 0,6 * 1,2 = 1300 кг/м.
Максимальный момент
Требуемый момент сопротивления
Принимаем двутавр № 16а с W = 141 см3. Однако при проверке жесткости балки высота этого двутавра мала. Действительно, минимальная высота по формуле (4.VI)
Окончательно принимаем двутавр № 18а, имеющий W = 185 см3 и вес: g1 = 24,1 кг/м.
Расчетное напряжение в балке
2) Расчет второстепенных балок. Вследствие частого расположения балок настила можно нагрузку на второстепенную балку считать равномерно распределенной.
Погонная нагрузка на балку равна
Максимальный момент
Требуемый момент сопротивления
Принимаем двутавр № 50а с W = 1860 см3 и весом g2 = 93,6 кг/м.
Минимальная высота балки по жесткости
Расчетное напряжение
Проверки общей устойчивости балок не требуется вследствие достаточного закрепления их в горизонтальной плоскости.
3) Определение расхода металла. В качестве показателя расхода металла вычисляем вес конструкций на 1 м2: настила 78,5 * 0,8 = 63 кг/м2 балок настила g1/а = 40 кг/м2; второстепенных балок g2/l2 = 93,6/4 = 23,4 кг/м2.
Общий расход стали g = 63 + 40 + 23,4 = 126,4 кг/м2.
Второй вариант. Балки настила по условиям жесткости (1/n0 ≤ 1/250) при том же шаге а = 60 см получаются из двутавра № 27а, имеющего вес 42,8 кг/м.
Таким образом, общий расход стали по второму варианту составит:
Принимаем конструкцию балочной клетки по первому варианту как требующую меньшего расхода металла, хотя и несколько более трудоемкую в изготовлении.
«Проектирование стальных конструкций»,К.К.Муханов
При опирании балок непосредственно на каменные стены или бетонные конструкции необходимо обеспечить достаточную опорную поверхность для передачи опорного давления. Обычно к балке приваривается опорная плита. Размеры плиты принимаются такими, чтобы давление под плитой не превосходило расчетного сопротивления материала стены. Опорные узлы балок Толщина опорной плиты определяется из условия ее изгиба силами отпора, действующими снизу на…
Стыки прокатных балок могут осуществляться при помощи сварки и клепки. Простейшей конструкцией сварного стыка является прямой стык. Сварные стыки прокатных балок Однако вследствие того, что для сварных швов установлены более низкие расчетные сопротивления растяжению, чем для основного металла (при обычных способах контроля за качеством шва), такой стык может быть расположен по длине балки только там,…
www.ktovdome.ru
26 Прокатные балки. Виды. Характеристики
Прокатные балки применяют для перекрытия небольших пространств конструктивными элементами ограниченной несущей способности, что связано с имеющейся номенклатурой выпускаемых прокатных профилей. Их используют в балочных клетках; для перекрытия индивидуальных подвалов, гаражей, складских помещений; в качестве прогонов покрытий производственных зданий; в конструкциях эстакад.
В сравнении с составными прокатные балки более металлоемки за счет увеличенной толщины стенки, но менее трудоемки в изготовлении и более надежны в эксплуатации. За исключением опорных зон и зон приложения значительных сосредоточенных сил, стенки прокатных балок не требуется укреплять ребрами жесткости. Отсутствие сварных швов в областях контакта полок со стенкой существенно уменьшает концентрацию напряжений и снижает уровень начальной дефектности.
Виды: сталь листовая, уголковые профили, швеллеры, двутавры, трубы, холодногнутые профили.
Листовая сталь широко применяется в строительстве, она классифицируется следующим образом:
сталь толстолистовая толщиной от 4 до 160 мм, шириной от 600 до 3800 мм. Однако ходовая ширина не превышает 2400 мм.
сталь тонколистовая толщиной до 4 мм прокатывается холодным и горячим способами. Применяется при изготовлении гнутых и штампованных тонкостенных профилей и тд
сталь широкополочная универсальная благодаря прокату между четырьмя валками имеет ровные края. Толщина такой стали от 6 до 60 мм, ширина от 200 до 1050 мм и длина от 5 до 12 м.
Уголковые профили прокатывают в виде равнополочных и неравнополочных уголков Сортамент уголков весьма обширен: от очень малых профилей с площади сечения 1-1,5 см2 до мощных профилей с площадью сечения 140 см2. Полки уголков имеют параллельные грани, что облегчает конструирование. Широкое применение уголки имеют в легких сквозных конструкциях.
Геометрические характеристики сечения швеллеров определяются его номером, который соответствует высоте стенки швеллера (в сантиметрах). Сортамент (ГОСТ 8240-72 ) включает швеллеры от № 5 до № 40 с уклоном внутренних граней полок. Уклон внутренних граней полок затрудняет конструирование. Швеллеры применяются в мощных стержневых конструкциях (мостах, большепролетных фермах и т. п.), а также в колоннах, связях и кровельных прогонах.
Двутавры-основной балочный профиль-имеют наибольшее разнообразие по типам , которые соответствуют определенным областям применения.
Балки двутавровые обыкновенные (ГОСТ 8239-72 с изм.) так же, как и швеллеры имеют уклон внутренних граней полок и обозначаются номером, соответствующим их высоте в сантиметрах. В сортамент входят профили от № 10 до № 60. Стенки у крупных двутавров имеют минимальную толщину, по условиям устойчивости достигают 1/55 высоты двутавра. Чем тоньше стенка, тем выгоднее сечение балки при работе ее на изгиб. Однако по условиям технологии прокатки у большинства двутавров стенки получаются значительно толще, чем это требуется по условию их устойчивости.
Стальные трубы, применяемые в строительстве, бывают круглые-горячекатаные (ГОСТ 8732-78 с изм.) и электросварные (ГОСТ 10704-76 с пзм.), прямоугольного и квадратного сечения-электросварные.
Трубчатые профили особенно экономичны при применении в сжатых элементах благодаря наибольшему значению радиуса инерции при заданной площади сечения.
Горячекатаные бесшовные трубы имеют диаметр от 25 до 550 мм с толщиной стенок от 2,5 до 75 мм. Эти трубы применяются главным образом в конструкциях радио- и телевизионных опор.
Круглые электросварные трубы имеют диаметр от 8 до 1620 мм с толщиной стенок от 1 до 16 мм. Эти трубы применяются в элементах радио- и телевизионных опор и в конструкциях покрытий в особенности в зданиях с агрессивной средой.
studfiles.net
Прокатные стальные балки. Подбор и поверка сечения прокатных балок.
Любые студенческие работы ДОРОГО, КАЧЕСТВЕННО
100 руб. бонус за первый заказ. Всего 3 вопроса:Узнать стоимость работы
Типичным профилем прокатной балки является прокатный двутавр. В качестве другого прокатного профиля для балок применяется швеллер. Швеллер асимметричен и скручивается при изгибе, но он имеет относительно более широкую полку, чем двутавр, больший момент инерции относительно оси, параллельной стенке, и лучше работает на косой изгиб. Это делает его основным профилем для прокатных прогонов скатных кровель.
Подбор сечения прокатной балки
По изгибающему моменту, полученному расчетом, определяют требуемый момент сопротивления прокатной балки по формуле Wтр = Mмакс/R, где R является расчетным сопротивлением стали изгибу.
Если действует статическая нагрузка, общая и местная устойчивость прокатной балки обеспечена касательным напряжением в месте наибольшего изгиба момента не превышающего 0,3 R и закреплениями, тогда для сталей C38/23, C44/29, С46/33, С52/40 разрешается учитывать пластическую работу материала балки. Момент сопротивления балки будет равен 0,5, если существует зона чистого изгиба и условия, разрешающие допустить пластическую работу материала.
Проверка несущей способности балок
Подобранное сечение прокатной балки способствует проверки на прочность от действия нормальных напряжений в зависимости от возможности допускать упругопластическую работу балки по формуле: σ = Ммакс/W≤R.
Прокатные балки необходимо проверять также на общую устойчивость. При передаче распределенной статической нагрузки на балку через сплошной настил, непрерывно опирающийся на ее сжатый пояс, а также для прокатных двутавров при отношении свободной расчетной длины балки к ее ширине, не превышающем значений, проверка общей устойчивости может не производиться. За свободную расчетную длину балки принимают расстояние между точками закрепления сжатого пояса продольными связями, поперечными балками или поперечными связями, препятствующими поперечным смещениям пояса балки.
Проверка жесткости балки
Проверка жесткости прокатной балки (расчет по II предельному состоянию) ведется определением ее прогиба по правилам строительной механики, учитывая упругую работу материале от действия нормативных нагрузок (без учета коэффициентов перегрузки).
Относительный прогиб f/l балки является мерой ее жесткости; он не должен превышать нормативного, зависящего от назначения прокатной балки: f/l≤,
Если проверка по формуле не удовлетворяется, то следует увеличить сечение балки и она будет работать с недонапряжением.
students-library.com
Сварная балка - технология, изготовление
Для нынешней металлургии весьма важны сварные технологии, особенно тогда, когда нужно создание высокопрочной и тяжелой металлоконструкции. Более того, операция сварки ускоряет рабочий процесс, а также для осуществления сварки нужно не так уж и много оборудования, поэтому ее можно считать весьма экономичной. Именно по этим причинам в последнее время производство сварных балок увеличилось в несколько раз.
Что это такое
Наиболее часто в строительстве используется двутавровая балка – это металлическое соединение, состоящее из стенки и верхней и нижней полки, грубо говоря, ее профиль поход на русскую букву «Н», то есть имеется стенка и по обеим сторонам присутствуют две полки. Такой тип металлоконструкции может быть сварным или прокатным, все зависит от способа изготовления.
Прокатная балка изготавливается на прокатных станах из цельного слитка. В процессе прохождения через прокатные плети металл меняет форму и на выходе получается цельный металлический двутавр..
Сварная балка изготавливается путем сварки трех элементов – пояса и двух стенок в единую металлическую конструкцию. Сварные балки чаще всего изготавливаются из стали различных марок.
Процесс изготовления
Изготовление сварной балки это достаточно сложная процедура, при выполнении которой необходимо учесть большое количество требований, таких как прочность, жесткость, плотность и другие. Однако самой главной характеристикой любой металлической балки является ее плотность, она должна быть максимально высокой. На данный момент ведутся разработки по созданию металлических балок, которые требуют меньший объем металла при одинаковых характеристиках прочности и жесткости.
Технология производства сварных балок очень проста и весьма экономична, в результате чего способна на конкуренцию с балками, изготовленными прокатным методом. Данная технология включает в себя следующие этапы:
Дефекты, которые могут возникнуть при сварке
Дефекты в шве и околошовной зоне могут возникать из-за нарушения технологии сварки, несоблюдения правил, небрежности в работе и так далее.Чаще всего дефекты связаны с перекресталлизацией стали, то есть изменения ее структуру под действием высоких температур. Где-то образуются зерна другой фазы стали, которые имеют иные физические свойства. Из-за дефектов может снижаться прочность и жесткость, а также коррозионная устойчивость. Из-за этого эксплуатация такого изделия невозможна. В процессе изготовления все двутавры проверяются на наличие подобных дефектов. Преимущества использования сварных балокПри возведении зданий и сооружений используется большое количество металлоконструкций, в том числе сварныедвутавры. По сравнению с металлопрокатными сварные двутавры имеют большое количество преимуществ:
Области применения
Сварная двутавровая балка широко используется в строительстве:
Таким образом, сварная балка имеет очень огромный диапазон применяемости в нынешнем строительстве, она способна обеспечить нужную прочность и жесткость конструкции.
Виды
На данный момент в строительстве применяются следующие виды стальных балок:
Также существует классификация балок в зависимости от точности изготовления, различают:·
Возможности
Помимо преимуществ использование стальных балок, выполненных сварным способом, позволит каждому покупателю:
Таким образом, сварная балка имеет огромное количество преимуществ, из-за чего чему нашла широкое применение во всех областях строительства. Использование сварных балок помогло человеку улучшить качество конструкций зданий и различных сооружений, повысить их безопасность, а следовательно, и безопасность для людей.
Поделись с друзьями
0
0
0
0
svarkalegko.com
Сварная двутавровая балка: производство, расчет, сварка
Применяется металлическая сварная двутавровая балка для возведения конструкций и перекрытий уже давно. Но до этого времени в России ее применение было жестко ограничено сферой промышленного строительства, т.е. когда возводятся действительно грандиозные конструкции, которым все должно быть нипочем.
И только в последние годы стали появляться такие виды двутавровых балок, которые действительно можно применять при строительстве новые дома обычного жилого дома. Вы задумываетесь именно о таком перекрытии? Тогда мы поможем вам изучить все особенности его изготовления!
Сегодня производство сварных двутавровых балок запущено по всей стране, и востребовано даже в частном домостроении. А всему этому виной новые дизайнерские и архитектурные решения! Их современные объемные планировочные проекты требуют особого качества несущего каркаса и надежного перекрытия, которое будет наиболее эффективным при больших пролетах – от 7 метров.
Вы наверняка, замечали насколько загородные коттеджные дома и подобные им постройки по своему только внешнему виду отличается от исконно русской избушки. А вот теперь представьте, насколько отличается их архитектура и принципы строительства! Вот почему стальные двутавровые балки сегодня стали активно применяться для перекрытия пролетов от 4 до 18 м, а для их производства используется как углеродистая, так и низколегированная сталь, которая гарантирует нужные качества и прочность.
Для изготовления таких балок даже существует свой ГОСТ и необходимые сертификаты. Касательные напряжения у них принимаются сплошными стенками, а сжимающие и растягивающие напряжения равномерно распределяются по длине. Чтобы вам было более понятно, роль у такой вертикальной стенки по сути та же, что у зигзагообразной решетки в металлической ферме. Хотя на первый взгляд такие балки не выглядят слишком прочными или монолитными:
По своему типу сечения двутавровые металлические балки сегодня принято делить на прокатные или составные, которые называются еще сварными. Сварная двутавровая балка – это особый вид фасонного металлического проката в форме наклонного или горизонтального бруса. Изготавливают ее сегодня из углеродистой и низколегированной стали, обязательно высокого качества.
Давайте перечислим основные преимущества двутавровых сварных балок:
Вот почему такие сварные балки используются сегодня и в строительстве жилых домов, и для промышленных комплексов, и даже для мостов и тоннелей. Казалось бы, что такая балка будет слишком тяжелой для частного домостроительства, но на самом деле применение стальных двутавров позволяет в итоге сократить общий вес несущих конструкций. Но помните, что в отношении к перекрытию из сварных стальных двутавров существуют свои строгие требования:
Сегодня металлические двутавровые балки для строительной сферы изготавливают двумя основными способами: горячекатным и сваркой. Сварная двутавровая балка обладает большими преимуществами по сравнению с прокатной. У нее и прочностные характеристики лучше, а масса при этом ниже на целых 30%. И все благодаря тому, что расчет сварной двутавровой балки предполагает грамотное сочетание разных марок стали. Вот почему сварная балка в промышленном изготовлении получается дешевле, чем горячекатаная.
Также по себе сварка как метод хороша тем, что при помощи нее балки из металла можно делать самых разных размеров, даже высотой до 4 метров и более, а ведь это все невозможно провернуть с горячекатными балками. Кроме того, только таким методом реально изготовить балку с разной шириной по всей длине.
Зачем создавать балки с переменным сечением, спросите вы? Дело в том, что такие балка куда более экономна, чем полки с постоянным профилем. Ведь даже человек, который далек от строительства понимает, что в разных местах балки после ее монтажа должно будет воздействовать разное напряжение: где-то она почти не нагружена, а где-то работает на износ. Вот в таких «важных» местах ее делают потолще, а где можно – рационально экономят на материале.
Кроме того, если мы говорим конкретно о сварной балке, то для ее изготовления задействуют самые разные сорта стали. Этот прием позволяет уменьшить металлоемкость. Почти вся балка состоит из обычной стали, а самая ее напряженная часть – из стали повышенной прочности, а наименее напряженная – из низкоуглеродистой стали. Благодаря всему этому стоимость балки при этом снижается на 5%, что достаточно ощутимо.
Качественная саварка двутавровых балок для перекрытия потребует от вас большого внимания и ответственности. Вам нужно будет рассчитать все предстоящие нагрузку на конструкцию в общем и на места соединения сами балок.
На одно только проектирование и планирование двутавровых металлических сварных балок уходит очень много времени. А поэтому мы рекомендуем вам ориентироваться на габариты и предназначения готовой продукции от производителей.
Современный рынок предлагает достаточно большое многообразие размеров готовых двутавровых балок со своими обозначениями и видами. Габариты балки определяют по номеру, который указывает расстояние между внешними гранями, параллельными друг другу.
Например, маркировкой К обозначает колонны и балки, которые должны выдерживать огромные нагрузки. Учитывайте, что существует также определенный вид балок, который применяется не для перекрытий, а для создания только тяжелого оборудования и машин. У таких балок свои нормативы изготовления и свойства.
Для меньших нагрузок подходят широкополочные конструкции. И прочность таких балок будет напрямую зависеть от длины, формулы поперечного профиля, задействования сырьевой базы и способов изготовления, т.е. технологии металлопроката. Вот стандартная сварная балка для частного домостроения:
Вот параметры стальных сварных двутавров для изготовления таких балок:
Как самостоятельно сварить балку?
Если у вас есть уже какое-либо опыт работы с подобным материалом, и вы хотите изготовить сварные балки для строительства своего дома самостоятельно, в качестве основы вам понадобится легированный стальной лист. Горячекатный метод изготовления в домашних условиях довольно сложен, поэтому вам действительно больше подойдет сварной. Это ответственная задача, поэтому если у вас есть возможность, рациональнее сразу пригласить опытного сварщика.
После того как будут готовы отдельные элементы, произведите сборку конструкции выбранным методом сварки. Сначала вам нужно будет установить вертикальную стенку и закрепить ребра жесткости и придавить все хомутами. Готовую балку обязательно нужно защитить специальным покрытием, чтобы в условиях агрессивной среды у нее не пошла коррозия.
Как избежать деформации?
Если допускать ошибки в процессе изготовления, то можно столкнуться с такими неприятными деформациями балки, которые в будущем значительно усложнят процесс монтажа:
Поясним подробнее. Ваша главное ваша задача при изготовлении сварных балок состоит в том, чтобы потом состыковать потом детали так, чтобы шов не работал на растяжение.
Еще учитываете такой немаловажный факт, что сама сварка дает некоторое напряжение в балке, и это не всегда заметно глазу. А поэтому желательно сразу же не приваривать к ней следующую деталь. Просто слегка выгоните шов назад, и балка будет ровной.
Сравнения: чтобы избежать каких-либо деформаций балки, особенно для обустройства междуэтажного перекрытия, в заводских условиях ее подвергают специальной обработке:
Если вы беретесь за изготовление такой балки самостоятельно, вам помогут во всем разобраться такие этапы:
Итак, теперь давайте разберемся с опорными узлами металлических двутавровых балок. Опирание их на стальную колонну (опору) может быть жестким или шарнирным, то есть подвижным.
Само соединение готовых сварных балок между собой в процессе монтажа можно осуществлять двумя способами:
Вот интересное видео сравнения обоих видов соединения балок:
Как вы уже поняли, в большинстве случаев металлическую сварную балку соединяют при помощи сварки, реже болтами и еще реже – на заклепки. Все это напрямую влияет на стоимость монтажа таких балок.
Что касается заклепок, работа с ними наиболее трудоемкая, хотя порой, к сожалению, не обойтись без таких элементов. Например, если балка будет постоянно подвергаться вибрации (будет использоваться такое оборудование), тогда нельзя ее слишком жестко связывать с конструкцией.
Если же вы собираетесь соединить всю металлоконструкцию болтами, тогда:
Итак, рассмотрим теперь такой важный этап, как варка главной балки со второстепенной. Делайте все шаг за шагом:
Закрепить металлические двутавры между собой вы также можете методом болтового соединения. Это способ необходим тогда, когда время от времени вам придется осуществлять монтаж или демонтаж конкретного узла. Преимущество такого соединения в том, что в конструкции не будет остаточного напряжения. Что уже само по себе хорошо, ведь тогда перекрытие окажется более устойчиво к ударным нагрузкам, и, кроме того, для создания узла вам не понадобится приглашать профессионального сварщика.
Жесткий узел: для статических нагрузок
Т.е. балка может опираться сверху, прямо на центр профиля колонны или же балку крепят сбоку. Тогда в колоне возникает но только сжимающая нагрузка, но действие всех сил, поэтому ту приходится делать более крепкой и надежной, а это уже перерасход металла.
Иногда также через пролет приходится класть две балки, тогда их соединяют между собой при помощи болтов и между двумя ребрами устанавливают пластины. При этом важно помнить, что металлы подвержены тепловому расширению из-за перемены температур, а потому нужно оставить небольшое расстояние для их малозаметного движения.
Чтобы передать поперечную силу давления, ребро балки ставится так, чтобы при монтаже она была прямо над полкой колонны. При этом балку соединяют с колонной при помощи специальной накладной пластины, и желательно сразу же с обеих сторон. Но так, чтобы не создавать слишком жесткого узла.
Вот хороший пример, как сочетают сварные балки на двух пролетах, чтобы не создавать точечного напряжения на промежуточную стену перекрытия:
Чтобы создать жесткое соединение балки, вам необходимо будет болтовое соединение или сварочное:
Шарнирный узел: для динамических нагрузок
Теперь о шарнирном опирании сварной балки. Создается оно при помощи опорного ребра на опорном столике, куда будет передаваться вся нагрузка. Сам столик вам нужно будет сделать из листовой стали.
Приварите столик по трем сторонам балки и сделайте его ширину при этом больше на 2-3 см, чем ребро балки. Так опорное ребро должны полностью лечь на опорный столик.
Сама перекрытие вовсе не обязательно должно состоять только из металлических двутавровых балок. Нередко их используют только в самых напряженных местах, а между металлическими частями устанавливают деревянные двутавры.
Почему так? Дело в том, что для сварки нужна высокая квалификация рабочих. Далее, в обычной литературе и интернет-сайтах нет того многообразия узлов и готовых схем конструкции для установки такого перекрытия, здесь действительно требуется грамотный инженер, и даже мы даем только рекомендации. Кроме того, металл обходится недешево. Да и качество сварки очень важно. Она должна работать долго, даже в условиях коррозии или перемены нагрузок.
Поэтому вот такой вариант не только имеет право на жизнь, но и достаточно практичен:
И, наконец, металлическая двутавровая балка нередко служит дополнительным функциональным элементов, который в любом хозяйстве имеет ценность:
krovgid.com
.jpg)