Балка сталева: виготовлення, види, особливості та застосування

Двотаврова балка - поширений вид сталевого фасонного прокату. Завдяки характерній Н-образній формі поперечного перерізу вона відмінно протистоїть зсувним деформаціям, інертна до інтеграції внутрішніх напружень і добре витримує односпрямований вигин. Такі властивості в поєднанні з механічною міцністю сталі роблять даний вид прокату універсальним будівельним і конструкційним матеріалом і зумовили його широке застосування в різних сферах економіки і в народному господарстві. 

Металопрокат, який може вас зацікавити

Балка двотаврова 36М ст1-3пс/сп L=12000мм В дорозі

кг

т

шт

м.п

2 416.50 грн

Балка двотаврова 10 (IPE 100) S235/S275 JR+AR L=12000мм В дорозі

кг

т

шт

м.п

325.60 грн

Балка двотаврова 12 (IPE 120) S235/S275 JR+AR L=12000мм В дорозі

кг

т

шт

м.п

418.10 грн

Балка двотаврова 14 (IPE 140) S235/S275 JR+AR L=12000мм В дорозі

кг

т

шт

м.п

518.60 грн

Виготовлення балки сталевої

Сучасні металургійні комбінати випускають двотаври сталеві в великому сортаменті. І в залежності від цільового призначення їх виробляють з конструкційних вуглецевих і низьколегованих сталей, а виготовляють одним з  нижчеописаних способів.

Метод гарячої прокатки 

Цей спосіб виготовлення грунтується на поздовжній пластичній деформації нагрітого металу шляхом обтиску в чорнових і чистових клітях прокатного стану. Для цього сталева заготівля нагрівається в методичній печі вище 1000 ° С і, пройшовши окалинолом, надходить в прокатний переділ. Тут заготівля прокочується між симетрично обертовими валками, які мають спеціальну конфігурацію поверхні, збільшується в довжині і набуває н-подібної форми. Після сталевий профіль ріжеться на відрізки заданої довжини і направляється у холодильник. Уже в охолодженому стані балка двотаврова проходить правку геометрії полиць і відправляється на склад готової продукції. Гаряча прокатка - це найбільш ефективний і поширений метод обробки металів тиском, що мінімізує внутрішні напруги і наявність прихованих дефектів в товщі сталевої структури. До того ж він дозволяє організувати багаторівневий контроль якості і дефектоскопію. Тому гарячекатана сталева балка характеризується більш високими показниками міцності і має однорідну структуру металу. 

Метод автоматичного зварювання 

Цей спосіб більш дешевий і є простою альтернативою гарячої прокатки, заснованої на використанні автоматичного зварювання. А полягає цей метод в наступному. Листовий прокат або сталеві смуги ріжуться на відрізки заданої довжини і ширини, які потім збираються в єдину балку за допомогою приварювання всіх елементів на прихватки. Потім полиці остаточно приварюються до стінки, як до основи, з внутрішньої сторони і з застосуванням автоматичного зварювання під шаром флюсу (SAW або ESW). Таким чином, двотавр металевий зварюється з трьох смуг в єдину конструкцію, яка на фінішному етапі проходить правильну машину. При цьому зварний шов рівномірно йде уздовж кожного стику полички і підстави, а охолодження металу відбувається природним способом. 

Цей метод відрізняється дешевизною, характеризується високою продуктивністю і дозволяє забезпечити досить високу точність розмірів. Але при всіх плюсах термічний перегрів сталі в зоні утворення зварного шва значно знижує показники міцності металовиробу. Та й неоднорідність металу зварного валика також обмежує можливості його застосування в сильно навантажених конструкціях і в об'єктах підвищеної небезпеки. 

Типи балки сталевої

Виходячи з вишеописаного, стає зрозуміло, що двотавр сталевий буває гарячекатаним і зварним. Але це далеко не вся класифікація його сортаменту. Розглянемо це питання більш детально і визначимо основні типи профілю з урахуванням форми і розмірів полиць. 

За формою полиць 

За геометричної конфігурації полиць балка металева двотаврова виробляється з ухилом внутрішніх граней полиць від 6 до 12 відсотків і з паралельними гранями полиць. Перші бувають тільки гарячекатані і більше підходять для створення балкових конструкцій і горизонтальних перекриттів. Другі - більш універсальні. Вони виготовляються методом гарячої прокатки і зварним способом і випускаються у вигляді самостійних елементів (балок і колон). 

За співвідношенням розмірів 

Залежно від ширини полиць, товщини стінки, висоти профілю балка двотаврова сталева з паралельними гранями полиць класифікується за наступними типами: 

• колонна (К); 

• нормальна (Б); 

• вузькополична (У); 

• середньо- і широкополочна (Д і Ш відповідно). 

Балки з ухилом внутрішніх граней полиць залежно від умов застосування класифікуються на наступні типи: 

• для підвісних шляхів (М); 

• дя армування шахтних стволів (С). 

Довжина прокату може варіюватися від 4 до 12 метрів. 

Типорозміри і ГОСТи 

Промисловість вимагає застосування типових і спеціальних видів профілю, і сталева балка в цьому плані не є винятком. При виробництві прокату з вуглецевих сплавів звичайної якості, на них поширюється дія ДСТУ 2651: 2005 / ГОСТ 380-2005, а при використанні легованих сталей вже діє ДСТУ 8541 до: 2015 / ГОСТ 19281-2014. 

Основні типорозміри 

При цьому стандарти регламентують також радіуси заокруглення, кут ухилення і симетрію полиць. Кривизна стінки і перекошування полиць не повинні перевищувати параметрів допустимих граничних відхилень. ГОСТ 7566-94 регламентує процес упаковки, транспортування і зберігання прокату. 

Особливості та плюси

Як металопрокат, балка двотаврова металева відмінно зварюється усіма видами електродугового і газового зварювання і добре ріжеться автогеном і стрічковими пилками. Стійкість до статичних і динамічних навантажень дозволяє використовувати її для зведення об'єктів підвищеної складності і в сейсмічно небезпечній зоні. 

Механічні властивості 

Як конструктивний елемент, металевий двотавр відрізняється невисокою питомою масою і демонструє: 

• хорошу стійкість до впливу атмосферної вологи і слабоагресивних середовищ; 

• високі і ідентичні показники міцності при роботі на вигин, стиск і розтяг; 

• непроникність для рідкого і газового середовища. У сталі щільність металу становить 7,85 т / м3; 

• задовільну чутливість до знакозмінних коливань температури навколишнього середовища. 

Параметри ударної в'язкості, тимчасовий опір і межа плинності прокату визначається маркою використовуваної сталі і його товщиною. 

При проектуванні слід враховувати, що при хорошій стійкості до сил стискаючого та згинального характеру, Н-подібний профіль чутливий до деформацій, що скручують.

Переваги 

• Невисока трудомісткість і металоємність. 

• Підвищена надійність в експлуатації внаслідок однорідності металу. 

• Універсальність. Це окремий вид прокату і при необхідності він ріжеться на тавровий профіль, який також може знадобитися при будівництві та виконанні ґратчастих конструкцій. 

• Можливість застосування різних видів дугового і газового зварювання і слюсарно-механічної обробки. 

• Дозволяє вести будівельні і монтажні роботи зі збору металоконструкцій з високими темпами виробництва. 

Сфера застосування балки сталевої

Цікаві факти. Метод гарячої прокатки суцільної сталевої заготовки з метою отримання Н-образного профілю вперше в світі був запатентований ще в середині XIX століття Альфонсом Хелбоу - представником американської компанії Forges de la Providence. Але основний бум масового виробництва двотавру збігся не з періодом індустріалізації промисловості, а з початком інтенсивного будівництва хмарочосів, де вони стали основним конструкційним матеріалом. 

Промислове будівництво 

Для створення горизонтальних, похилих та вертикальних несучих конструкцій у сучасному будівництві застосовується багато конструкційних матеріалів, виконаних із дерева чи бетону, але сталеві балки перекриття завжди у пріоритеті. Така популярність обумовлена ​​не лише високими механічними властивостями, а й чудовою індустріальністю прокату. Він виготовляється на спеціалізованих промислових потужностях, а різатися, зварюватися і збиратися в металоконструкції та закладатися як несучий елемент може безпосередньо на майданчику. Тому з профілю найчастіше виконують щогли та монорейки, а також каркаси будівель та споруд:

• ангарів і аеродромів; 

• пішохідних переходів; 

• фабрик, заводів і цехів; 

• естакад і оглядових майданчиків; 

• верфей і доків для морських і річкових суден. 

При виготовленні резервуарів для зберігання горючих рідин, бункерів військово-промислового і аграрного призначення, морських нафтогазовидобувних платформ, тимчасових і швидкомонтованих будинків для проживання вахтових робітників також використовується балка сталева двотаврова. Це один з кращих матеріалів для армування стовбурів метро і шахтних капітальних виробок і для створення зварних конструкцій, що експлуатуються в умовах: 

• статичного навантаження з присутніми розтягуючими напругами: несучі балки, перекриття та ферми;
• динамічних та рухомих циклічних навантажень: підкранові та хребтові балки, підвісні шляхи та мостові конструкції;
• стискаючих статичних навантажень. Для цієї групи в основному використовується колонний та пальовий клас профілю.

Цивільне будівництво 

Цей металопрокат використовується при зведенні багатоповерхових і висотних громадських будівель, багатоквартирних житлових будинків і швидкомонтованих будівель. А також при будівництві: 

• плавальних і спортивних басейнів; 

• виставкових і торгових павільйонів; 

• підземних паркінгів і гаражів; 

• штучних островів і дамб; 

• велотреків і стадіонів; 

• причалів і пірсів.  

Люди також використовують сталевий двотавр у власному господарстві. Він значною мірою спрощує проведення робіт по створенню: 

• майданчиків для барбекю; 

• льохів підпілля і підвалів; 

• гаражів і навісів господарського призначення; 

• підставок під плитний фундамент і садові альтанки.  

З нього виходять відмінні опорні стійки для створення бар'єрних огороджень. А також остов для великогабаритних воріт і монтажних стійок. 

Машинобудування 

Через Н-подібну форму і міцність профіль часто використовується в якості матеріалу для виготовлення  верстатного обладнання: металорізальних і деревообробних верстатів, ковальських пресів, алігаторних і гільйотинних ножиць, установок ультразвукової обробки, компресорних і вентиляційних установок.  

Також виробники надають перевагу купити двутавр для виробництва рам вагонів і залізничних платформ, клітей виробничого обладнання. Зв'язатися з нашими менеджерами для консультації можна за телефоном 0800-30-30-70 або за допомогою  Viber и Telegram.

Крім двотаврової балки, у будівництві та виробництві техніки також широко використовується швелер. У двох видів фасонного прокату є як подібні властивості, і вагомі відмінності. Дізнатися, що краще у використанні – балка або швелер, можна в іншій статті нашого блогу.