Расчет сварной балки двутаврового сечения: Расчет прочности и жесткости сварной балки двутаврового сечения

Расчет прочности и жесткости сварной балки двутаврового сечения

а – схема изменения сечения по длине балки; б – сечение балки и эпюры напряжений.

Цель: Проверка режима расчета сопротивления сечений в постпроцессоре «Сталь» вычислительного комплекса SCAD

Задача: Проверить расчетное сечение сварного двутаврового профиля для главных балок пролетом 18 м в балочной клетке нормального типа. Верхний пояс главных балок раскреплен балками настила, расположенными с шагом 1,125 м.

Источник: Металлические конструкции : учебник для студ. Учреждений высш. проф. Образования / [Ю. И. Кудишин, Е. И. Беленя, В. С. Игнатьева и др.] ; под. Ред. Ю. И. Кудишина. — 13-е изд., испр. — М. : Издательский центр «Академия», 2011. С 195.

Соответствие нормативным документам: СНиП II-23-81*, СП 16.13330, ДБН В.2.6-163:2010.

Имя файла с исходными данными:

4.1 SectionResistance_Example_4.1.spr;
отчет — 4.1 SectionResistance_Example_4.1.doc

Исходные данные:

M1 = 3469,28 кНмРасчетный изгибающий момент;
Q1 = 925 кНРасчетная перерезывающая сила;
Ry = 23 кН/cм2,
Rs = 0,58*23=13,3 кН/cм2
Сталь марки C255 при толщине t>20 мм;
l = 18 мПролет балки;
Wy = 15187,794 см3Геометрические характеристики для сварного
Iy = 1290962,5 см4
Sy = 9108,75 см3
iy = 63,715 см, iz = 4,265 см
двутавра с полками 240×25 мм и стенкой 1650×12 мм;

Параметры SCAD Постпроцессор СТАЛЬ:
[Элемент № 1] Усилия

N

Макс. 0 Т
Привязка 0 м

Макс. 0 Т
Привязка 0 м

My

Макс. 0 Т*м
Привязка 0 м

Макс. 353,65 Т*м
Привязка 3,75 м

Mz

Макс. 0 Т*м
Привязка 0 м

Макс. 0 Т*м
Привязка 0 м

Mk

Макс. 0 Т*м
Привязка 0 м

Макс. 0 Т*м
Привязка 0 м

Qz

Макс. 94,31 Т
Привязка 0 м

Qy

Макс. 0 Т
Привязка 0 м

Макс. 0 Т
Привязка 0 м

Длина стержня 3,75 м
Длина гибкой части 3,75 м
Загружение L1

Расчет выполнен по СНиП II-23-81*
Конструктивный элемент Section

Сталь: C255

Длина элемента 3,75 м
Предельная гибкость для сжатых элементов: 220
Предельная гибкость для растянутых элементов: 300
Коэффициент условий работы 1
Коэффициент надежности по ответственности 1
Расчетная длина в плоскости XoY 1,125 м
Расчетная длина в плоскости XoZ 18 м
Расстояние между точками раскрепления на плоскости 1,125 м

Сечение

Результаты расчета

Проверка

Коэффициент использования

п. 5.12

Прочность при действии изгибающего момента My

0,99

пп.5.12,5.18

Прочность при действии поперечной силы Qz

0,41

пп.5.24,5.25

Прочность при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов без учета пластики

0,99

п. 5.14*

Прочность по приведенным напряжениям при одновременном действии изгибающего момента и поперечной силы

0,86

п.5.15

Устойчивость плоской формы изгиба

0,99

пп.6.15,6.16

Предельная гибкость в плоскости XoY

0,09

пп.6. {2} \]

4. Гибкость элемента в плоскости действия момента:

\[ \lambda_{y} =\frac{\mu l}{i_{y} }=\frac{18\cdot 100}{63,715}=28,2508. \]

5. Гибкость элемента из плоскости действия момента:

\[ \lambda_{y} =\frac{\mu l}{i_{y} }=\frac{1,125\cdot 100}{4,265}=26,3775. \]

Сравнение решений

Фактор

Источник

Ручной счет

SCAD

Отклонение от ручного счета, %

Прочность при действии изгибающего момента Му

0,99

15083,826/15187,794 = 0,993

0,993

0,0

Прочность при действии поперечной силы Qz

5,4388/13,3 = 0,4089

0,408

0,0

Прочность по приведенным напряжениям

22,7715/1,15/23 = 0,861

0,861

0,0

Прочность при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов без учета пластики

15083,826/15187,794 = 0,993

0,993

0,0

Устойчивость плоской формы изгиба

15083,826/1/15187,794 = 0,993

0,993

0,0

Предельная гибкость в плоскости XoY

26,3775/300 = 0,088

0,088

0,0

Предельная гибкость в плоскости XoZ

28,2508/300 = 0,094

0,094

0,0

Расчёт сечения сварного двутавра

Tyhig

размещено: 31 Июля 2018
обновлено: 12 Ноября 2018

Реализован расчёт сварных швов сварного двутавра.
Добавлен расчет прочности двутавра в плоскости изгиба вокруг оси x.
Исправлена ошибка с назначением разных сталей (было не назначить некоторые толщины листов).
20.08.2018 добавлен расчет Iy и т.п.
2.11.2018 добавлен расчет общей устойчивости по п. 8.4.1 (чистый изгиб) только в одной плоскости. С ошибками.
12.11.2018 Расчёт общей устойчивости исправлен, но двухсимметричные двутавры с разными полками считаются с ошибкой 10% (у меня кисп на 10% лучше, чем у Кристалла).

Планируется в далёком будущем реализация общей устойчивости, местной устойчивости пояса и стенки, проверка шага поперечных ребер.

Планируется в далёком будущем по замечаниям пользователей скорее всего одноразовая доработка интерфейса и расчетов. Так что жду конструктивные замечания.

Написано по мотивам по http://al-vo.ru/mekhanika/svarnaya-balka.html (большое спасибо автору). Его сайт и ексель ничем не плохи, просто хотелось написать свой калькулятор с более широкими возможностями.

Коэффициенты βf и βz учтены в расчете сварного шва только как для ручной сварки и сами не изменяются. При учете автоматической сварки проволокой коэффициенты надо изменять вручную в теле расчётов.

Сварные швы учтены без разделки кромок (см. Пособие к СНиП, оно не учтено) !

Характеристики двутавра (по моей лени) вычисляются пока только в вертикальной плоскости относительно оси х и без кручения.

По возможности, старался сделать расчёты как для биметаллической балки. Но в процессе задолбался и где-то мог упустить разницу. Для разных сталей сечения надо проверять ссылки на материал пояса и стенки.

Не реализовано ослабление сечения, но пока и не планируется.

Замеченная разница с Кристалл SCADа 21.1.3.1 от 14.04.2017 года:

1) Кристалл неправильно считает сварные швы, ошибается в 160 раз не в запас.

2) Кристалл возможно неправильно считает приведённые напряжения (п. 8.2.1 СП 16) в стенке балки, видимо, не учитывая центральную точку сечения (у меня расчёт по 3 точкам, в Кристалле получается по 1 или 2). У Кристалла Кисп на 10% меньше, то есть тоже не в запас.

3) Погрешность расчётов в паре тестах показала разницу около 2%, в обоих случаях у меня было хуже Кристалла. При этом старался не использовать округление, а вот что там в Кристалле реализовали никто не знает. Эту фразу написал для любителей брать балки с Кисп=0,98, если их ещё не пересажали.

1 Порядок расчета сварной двутавровой балки

Определить
высоту балки:

– построить эпюры сил и моментов;

– найти опасное сечение;

– определить высоту балки из условий
жесткости;

– определить высоту балки из условий
прочности и экономичности;

– откорректировать высоту балки при
недогрузе и округлить до значения,
кратного 50 мм.

Спроектировать
сечение балки.

Проверить сечение балки:

– по распределению металла;

– по прочности.

Обеспечить
общую и местную устойчивость балки:
рассчитать, спроектировать, расставить
вертикальные и горизонтальные ребра
жесткости.

Рассчитать или назначить параметры
сварных соединений балки.

Спроектировать
необходимые стыки балки: конструктивные,
технологические и монтажные.

Спроектировать и рассчитать опорные
части балки.

Рассчитать вес основного и наплавленного
металла.

Вычертить
балку в масштабе 1:100 с необходимыми
разрезами, сечениями, размерами и
условными обозначениями, необходимыми
для изготовления и монтажа балки.

2 Расчета сварной двутавровой балки

2.1 Задание на проектирование сварной двутавровой балки

Спроектировать
сварную двутавровую балку при следующих
параметрах:

L = 4,5 м;q1
= 15 КН/м;P =50
КН; [σр] = 225 МПа; [τср]
= 135 МПа;

fmax/l= 1/500; Материал –
14Г2; Нагрузка статическая.

Рис.1 Расчетная схема балки

2.2 Определение высоты балки

Для определения опорных реакций составим
уравнения моментов относительно точек
А иВ:

= 92,5 кН;

кН.

Для определения внутренних силовых
факторов и моментов применяем метод
сечений.

Определим поперечные усилия Qв данной балке:

Определим изгибающие моменты Мв
данной балке:

Анализ эпюр Qyи Mxпоказывает, что опасным сечением является
сечениеС, где

.

Определяем высоту балки из условий
жесткости:

.

Определяем высоту балки из условия
прочности и экономичности:

.

В данном случае
,
поэтому в соответствии с рекомендациями
принимаем высоту балки из условия
жесткости.

Округляем и принимаем
.

2.3 Расчет и проектирование сечения балки

Толщина стенки двутавровой балки:

.

Принимаем δв = 10 мм.

Толщина пояса :

.

Предварительно принимаем δп
= 25 мм.

Ширина
пояса :

Для
обеспечения местной устойчивости полок
сжатого пояса рекомендуется:

,

поэтому еще одно значение bn:.

Кроме
того, в поясах балки должно быть не
меньше 30 % металла. Из этих соображений:

м = 196 мм .

Учитывая то, что по ГОСТ 6009–74 стальная
горячекатаная лента (полоса) при ширине
свыше 140 мм выпускается с минимальной
толщиной 25 мм, откорректируем размеры
пояса, приняв полосу толщиной 25 мм и
шириной 180 мм.

Принимаем размеры сечения балки:

Уточнив
все размеры сечения, определим истинный
момент инерции сечения балки:

2.4 Проверка сечения балки

Выполним четыре проверки сечения

1
По использованию материала (в поясах
должно быть не менее 30 % материала):

.

2 По максимальным изгибающим
напряжениям:

;

3 По максимальным
касательным напряжениям:

4. По эквивалентным напряжениям в
верхней кромке стенки балки:

230,319 МПа < 225 МПа.

Балка
перегружена. Перегруз оправдан выбором
высоты балки из условия жесткости.
Окончательные размеры балки:

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:

  • 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.

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:

  • 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.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Итак, рассмотрим теперь такой важный этап, как варка главной балки со второстепенной. Делайте все шаг за шагом:

  • 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.

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:

Балка сварная двутавровая.

Сварные двутавровые балки: виды и технология сварки

Что собой представляет?

По способу производства двутавровые балки различают на сварные и горячекатаные.

Сварной двутавр собирается из трех полос прочной высокоуглеродистой стали с помощью электродуговой сварки.

Преимуществами такой конструкции перед горячекатаными являются:

  • способность нести высокие нагрузки, это делает элемент пригодным для перекрытия больших пролетов;
  • специальный профиль увеличивает жесткость и сопротивляемость изгибу, поскольку верхняя полоса работает на сжатие, а нижняя — на растяжение;
  • способность работать в сложных условиях, при перепадах температур и влажности, в агрессивных средах;
  • после прочностного расчета снизить погонную массу проката и совокупную массу конструкций;
  • возможность изготовления балок ассиметричного и переменного по длине сечения.

Двутавры прекрасно подходят для строительства быстровозводимых сооружений. Широко используют их как в коммерческом и промышленном, так и в общественном и частном строительстве.

Несмотря на высокий вес стальных балок, их повышенная несущая способность позволяет заметно снизить общий вес здания.

Процесс изготовления

Технология изготовления сварных двутавровых балок не слишком сложна, однако необходимо строго соблюдать ее требования на каждом этапе обработки. Ошибки неминуемо приводят к снижению жесткости конструкции. Обычно они производятся согласно требованиям ГОСТ. Допускается выпуск их и по техническим условиям предприятия. ТУ на изготовление стальных сварных двутавровых балок предусматривают разбиение процесса на следующие этапы:

  1. Проектно-расчетный. На этом этапе следует рассчитать нагрузки, которые должна выдерживать конструкция. По формулам прикладной механики (так любимый студентами сопромат) рассчитывается прочность и жесткость конструкции, определяются ее геометрические размеры и требования к материалу. Строятся рабочие чертежи.
  2. Раскрой заготовок. Они нарезаются из металлического листа с помощью установки газовой, плазменной или лазерной резки. Обязательно берутся пробы металла и отправляются в лабораторию для подтверждения химического состава и физико-механических свойств.
  3. Фрезеровка заготовок. С продольных торцов снимаются фаски, разделываются кромки сварных швов.
  4. Сборочные операции. Детали помещают в специальную оснастку, точно фиксирующую заготовки в правильном положении друг относительно друга и исключающие тепловые деформации изделия. Уникальные по конструкции изделия и малые серии сваривают вручную, при массовом производстве используются сварочные автоматы. Обычно сборку проводят в два этапа: на первом собирают Т- образный профиль, на втором к ней доваривают вторую полосу. Способ ведения электрода выбирают в зависимости от толщины листа, для обеспечения полного провара и качественной геометрии шва. Особо толстые изделия приходится заваривать в несколько проходов.
  5. Правочные операции. После завершения всех швов необходимо проверить и поправить в случае необходимости все отклонения полученного изделия от заданных геометрических форм. Для этого применяют горячие или холодные правочные станы с массивными валками, корректирующими все возникшие в ходе сварки балки деформации.
    В качестве дополнительной отделки к технологии может быть добавлена дробеструйная обработка. Она сбивает окалину и шлаки и уплотняет приповерхностный слой металла, повышая прочность изделия.

Как самостоятельно сварить?

Браться за эту непростую для домашней мастерской операции имеет смысл тем умельцам, у которых уже есть достаточный опыт сварочных работ. Или же есть возможность привлечь опытного сварщика. В качестве заготовок потребуется стальной лист из высоколегированных прочных сплавов. Лучше, если раскрой проведут на металлобазе с помощью стационарной установки. При раскрое с помощью газового резака потери дорогостоящего металла будут заметными.

Потребуется также оборудование для сварки двутавра под флюсом или в атмосфере защитных газов.

После сборки и правки изделие необходимо будет полностью зачистить и покрыть краской для защиты от коррозии.

Как избежать деформации?

Если просто сварить швы балки, то тепловые деформации практически неизбежны. Изделии поведет, выгнет или закрутит винтом. Чтобы максимально снизить риск возникновения искривлений, следует соблюдать следующее описание технологии:

  • сборку проводят на специальном стапеле, наклоненном под углом 45о, это позволяет сформировать ровный шов с правильным катетом;
  • сваривают две полосы в Т-образный тавр;
  • сначала прихватывают заготовки точечной сваркой через каждые 10-15 см;
  • далее проваривают шов с двух сторон с обязательной перекантовкой, так, чтобы гипотенуза шва была горизонтальна;
  • проводят правку с помощью ручных или механизированных вальцов;
  • повторяют операции для третьей полосы.

Узлы крепления

Для успешного использования двутавра необходимо правильно сопрягать ее с другими элементами строительных конструкций- стенами, колоннами, перекрытиями. Наиболее важным является сопряжение с опорной поверхностью. Типовые проекты предусматривают следующие сварные соединения балки с колонной:

  1. Жестким. Балку приваривают к торцевой пластине, а уже ее крепят к стальной колонне или закладному элементу кирпичной кладки. При этом нет необходимости разделки кромок торцов. Используется для высоконагруженных конструкций.
  2. Шарнирным, или подвижным. С двух сторон привариваются накладки в плоскостях, параллельных продольной оси. Накладки обрезают и обваривают косыми швами. Нагрузка, которую может выдержать такое соединение, ниже, чем в случае жесткого сопряжения. Для строительства индивидуального дома ее вполне достаточно.
  3. Существует еще один способ шарнирного соединения: на болтах или заклепках, вставленных в просверленные в торце отверстия.

Жесткий: для статических нагрузок

Двутавр опирается на середину опорной колонны. Обеспечивается высокая устойчивость постройки. Возможен вариант с креплением двутавра сбоку. В этом случае колонну придется усилить, чтобы она выдерживала дополнительные нагрузки на изгиб.

Если длины имеющихся балок не хватает для перекрытия на пролет 10 м, то две балки соединяют в стык с помощью накладных пластин. Сварка двутавра встык производится так, чтобы между торцами оставался небольшой зазор для компенсации возможного теплового расширения.

Жесткое соединение выполняют сварным или заклепочным.

Шарнирный: для динамических

Шарнирный способ опирания используют там, где возможны переменные, или динамические нагрузки. Это чаще происходит в зданиях промышленного назначения, в частных домах он используется реже. Для такого соединения формируется опорное ребро на опорном столике. Сюда передается вся нагрузка. Столик делают из высокопрочной листовой стали, на 20-30 мм шире, чем ребро двутавра.

Производство сварной балки

Наш завод по производству сварных конструкций занимается производством балок самой разной конструкции. Любая сварная балка, которою мы изготавливаем, специально рассчитывается под условия эксплуатации и определенные нагрузки. Мы подберем для клиентов не только форму сварной балки, но подскажем, какой металл выбрать для сварного двутавра. Также, исходя из проектной документации, выберем оптимальное оформление сварной конструкции. Наш завод по производству балки возьмет на себя всю ответственность по изготовлению балок из любого типа металла.

Мы и наше производство обладаем всеми необходимыми производственными и техническими мощностями, которые гарантируют необходимые объемы готовых изделий из металлопроката (сварные конструкции), также их качество и надежность. Наши квалифицированные работники выполняют все виды сварочных работ, четко придерживаются данных из проектной документации. Автоматизированное производство позволяет изготавливать сварные конструкции (балки) самой разной сложности по индивидуальным параметрам.

Технология изготовления сварной балки

Каждое производство имеет свои нормы и технологию, изготовление сварных конструкций (балок) не исключение. Технология изготовления балки включает пять основных пунктов:

  • Разделение листового металла на полосы. Металлический лист на станках с ЧПУ разрезается по необходимым параметрам. Наше современное оборудование позволяет распускать металл на части со скоростью до одного метра в минуту, что довольно быстрое производство.
  • Фрезеровка кромок. Благодаря этой процедуре обеспечивается надежность и необходимая плотность будущих швов и самой сварной конструкции. Весь процесс происходит на специализированном оборудовании.
  • Сборка балки. Если все элементы изготовлены с точным соблюдением проектных данных, то процесс сборки балки не предоставляет особых затруднений. Необходимо в точности соблюдать симметрию и перпендикулярность деталей.
  • Сварка элементов. Этот процесс полностью автоматизирован, сварные швы контролируются специальными приборами.
  • Правка геометрии балок. Во время изготовления балок, часто наблюдается смещение полок и стенок. Необходимо тщательно следить за всем процессом производства, и когда это необходимо поправлять расположение элементов.

Завод по изготовлению балок

Наш завод по изготовлению балок уже много лет изготавливает сварные конструкции для каркасов зданий. В цехах нашего завода используется самое передовое техническое оснащение, которое позволяет наладить изготовление изделия самого высокого класса. Балки изготавливаются из горячекатаной стали и свариваются в углекислой среде с помощью автоматической сварки под флюсом. Все сварные (конструкции) балки соответствуют необходимым нормам, в том числе ГОСТ 26020-83 и СТО АСЧМ 20-93

От качества балок непосредственно зависит долговечность и надежность всего сооружения, и экономить на безопасности уж точно не стоит. Доверяя изготовление балок опытному и ответственному заводу, Вы гарантированно получаете только высококачественные изделия. Наши сварные конструкции (балки) проверены временем. Если вам необходимо реализовать заказ на изготовление балок, более профессионального производителя, чем наш завод, не найти! Доверяйте только лучшим!

Технологии производства сварных балок

Следующей важной причиной является необходимость изготовления балки с размером более 1000 мм. Такие изделия часто применяются в качестве несущих конструкций для подкрановых путей. Мостовые краны большой грузоподъемности требуют применения мощных двутавров большого номера, но они не прокатываются. Выход один – производство сварной балки. Подобные ситуации, когда нагрузки превышают возможности горячекатаных балок, встречаются достаточно часто.

Последним фактором в пользу сварных двутавров является возможность получения специальных размеров и геометрии, под заказ. Технология прокатки обеспечивает очень широкий ассортимент размеров и соотношений ширины полок к высоте, но изготовление сварной балки с иной геометрией принципиально, ни чем не ограничено.

Колонны сварные из двутавра

Колонный двутавр редко используется в качестве балок перекрытия, или других элементов, не связанных с вертикальной нагрузкой. Широкие и толстые полки практически не дают преимущества при горизонтальной нагрузке, при этом значительно увеличивают расход металла. В итоге колонный двутавр имеет самый большой вес погонного метра среди двутавров, главным его предназначением остаются колонны, в ином качестве его использовать не выгодно.

В связи с этим, заказывая в нашей компании сварные балки для колонн, строители получают дополнительное преимущество по сравнению с приобретением горячекатаного проката. Покупатель может сразу получить не просто колонный двутавр, а полностью готовые к установке колонны. Изделие будет точно соответствовать всем размерам. В заводских условиях, в соответствии с чертежами будут просверлены необходимые отверстия, на колонну будут установлены все дополнительные элементы необходимые по проекту.

Операции сварки будут выполнены в соответствии с ГОСТами и с обязательным контролем качества. При необходимости колонны будут загрунтованы и покрашены.

Преимущества сварных двутавровых балок

Сварные балки, по сравнению с горячекатаными двутаврами, часто являются более выгодными. К их основным преимуществам относятся:

  • меньший вес. Использование металлических двутавровых балок такого типа значительно облегчает всю строительную конструкцию, не снижая ее прочности, за счет оптимального подбора составного сечения. Общая экономия металла может составлять до 10–15 %;
  • возможность индивидуального заказа. Сборка сварной балки позволяет использовать различные марки стали для полок и стенок, повысив прочность на определенных участках, испытывающих большие нагрузки, и снизив на второстепенных, тем самым удешевляя конструкцию;
  • большая вариативность. Сварная технология позволяет производить двутавры с асимметричным сечением. Это дает возможность проектировщикам оптимально подобрать площадь сечения балки в соответствии с расчетными нагрузками;
  • относительная дешевизна продукции. При аналогичной площади сечения себестоимость производства балки по сварной технологии ниже, чем горячекатаного двутавра.

Производственный процесс предусматривает также изготовление сварной балки требуемой длины в соответствии с габаритами здания. Это не только снижает отходы, но и упрощает монтаж двутавра.

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:

  1. В качестве первой операции происходит расчет на прочность и жесткость, проверяются стали, которые идут на изготовление;
  2. Подготовка элементов двутавра, а именно резание металла на полосы, примерная скорость резания металлического листа равна 1 метру в минуту;
  3. 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;
  4. 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.
  5. 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;
  6. 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.
  7. 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.

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:

  • 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.

Области применения

Сварная двутавровая балка широко используется в строительстве:

  • 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.

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:

  • 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;

Также существует классификация балок в зависимости от точности изготовления, различают:·

  • Высокоточные изделия;
  • Изделия обычной точности;

Возможности

Помимо преимуществ использование стальных балок, выполненных сварным способом, позволит каждому покупателю:

  • 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.

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

Расчет и изготовление сварного двутавра

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:

Узлы крепления сварных двутавровых балок

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:

  • 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.

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Итак, рассмотрим теперь такой важный этап, как варка главной балки со второстепенной. Делайте все шаг за шагом:

  • 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.

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.

Дополнительные функции двутавра в частном домостроении

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:

Виды металлических сварных балок

Налажено непрерывное производство двутавров различного назначения. По стандарту выделяют несколько видов балок двутаврового сечения:

  • с небольшой длиной полок по отношению к перегородке, они применяются для подвесных путей, перекрытий, укрепления шахтных выработок;
  • с пропорциональным размером перегородки и полок, они применяются при возведении опорных каркасов, армирования декоративных колонн.

По точности изготовления бывают двутавровые профили двух видов: обычные и высокоточные.

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

Мелкие партии делают с применением электродуговой или аргоновой сварки в зависимости от марки металла, его способности свариваться.

Читайте также:  Что такое ММА сварка

Для изготовления сварных балок промышленным способом применяются специальные сварочные линии. Для защиты ванны расплава от окисления применяют флюсы.

Сварка балки в автоматическом режиме схожа с ручным изготовлением двутавра. Основные технологические этапы:

  1. раскрой листового проката на полосы необходимой ширины на терморезке с программным управлением, средняя скорость раскроя 1 м/мин.
  2. фрезерование торцов на торцефрезерных станках сокращает зазор стыка между стеной и полкой, улучшает качество сварки;
  3. процесс сборки двутавра осуществляется с большой скоростью на специальном станке, ленты металла фиксируют прижимные приспособления с гидравлическими усилителями; сначала делается т-образный стык, затем присоединяется вторая стенка; такую конструкцию удобно сваривать;
  4. сварные работы проводятся на автоматах портального типа двух видов: а) наклоненными электродами неглубоко проваривают сразу два шва; б) шов в «лодочку» создается поэтапно: сначала с одной стороны двутавровой перегородки, затем с другой; металл проваривается на большую глубину;
  5. завершающий этап – правка двутавровой балки на специальных роликах, устраняются небольшие перекосы, возникшие во время сборки и сварки профиля.

Технология изготовления двутавровых балок

Производительность комплексных линий высокая, швы получаются прочные, процент брака невысокий.

Возможные дефекты

Во время сварки двутавровой балки из-за несоблюдения технологии возникает кристаллизация стали от высокой температуры. Из-за расхождения по фазам в металле возникают внутренние напряжения. Снижается прочность и жесткость, увеличивается риск корродирования.

При сварке стальных листов возможны и другие дефекты:

  • нарушение формы шва отклонение от формы наружных поверхностей или геометрии стыка;
  • прожоги, когда расплав вытекает из ванны, образуются дырки в шве;
  • подрезы – канавки вдоль границы соединения;
  • трещины, образующие в местах разрыва шва;
  • шлаковые или вольфрамовые включения в диффузионном слое, при высокой скорости сварки образуются тугоплавкие оксиды.

Металлоизделия с дефектами ненадежные, они не выдержат большой нагрузки на изгиб, кручение. Их отбраковывают и проваривают снова, если это возможно.

Сварка двутавровых балок между собой

Монтаж балочных металлоконструкций предусматривает соединение двутавров встык или под углом. Для усиления соединений используют металлические накладки – прямоугольники, вырезанные из листового проката.

Сварка балок встык проводится после обработки торцов. На них делают угловые скосы, чтобы шов хорошо проварился. Дополнительно на каждую из сторон стенок и обе полки обязательно крепят накладки, их приваривают для укрепления и защиты соединительного шва. При таком соединении несущая конструкция из двутавровых балок после сварки не снижается.

Под углом двутавры соединяют так, чтобы второстепенный опирался на главный. В верхней полке главного вырезают равнобедренный треугольник с вершиной в 90°. Его место займет аналогичная вставка второстепенного двутавра, срезы должны плотно прилегать друг к другу. Нижняя полка срезается на ½ ширины так, чтобы срез упирался в полку главной двутавровой балки. Сварка проводится заподлицо. Усиливается соединение нижней накладкой.

Второстепенный швеллер приваривается к опорному двутавру под углом 90°. Сначала стыкуют верхнюю полку швеллера с балочной полкой, срезая их под углом 45°. Нижние полки соединяются так, чтобы швеллер упирался в стенку двутавровой балки, лишнее срезается. Затем наваривается нижняя укрепляющая накладка.

В горизонтальном положении сварку проводить легче. Продольная ось искривляется минимально. При вертикальной сварке возможен прогиб поперечин, поэтому проводят разметку всех ребер жесткости.

Накладки для сварки двутавра выкраиваются в форме ромба, размещаются симметрично продольной оси. Обвариваются косыми швами по всему периметру. Накладки концентрируют напряжение у швов, компенсируя изменившуюся после сварки форму сечения.

Двутавровые балки рассчитывают на большую нагрузку. При работе с ними необходимо придерживаться разработанной технологии. Она учитывает распределение усилий по направляющим. Качественно выполненные сопряжения – залог долгой эксплуатации металлоконструкций.

Размеры деревянных двутавровых балок

Размеры и вес деревянной двутавровой балки регламентируются ГОСТ 30244-94 и 8486-86Е, а также некоторыми нормативами СНиП. К нормируемым показателям относится высота изделия, толщина и ширина полки и толщина перегородки;

  • высота деревянной двутавровой балки варьируется от 117,6 до 1013 мм;
  • ширина полки находится в диапазоне 64-320 мм;
  • толщина стенки варьируется от 3,8 до 19,5 мм;
  • вес изделия колеблется от 8,7 до 314,5 кг.

Важно! По нормам ГОСТ при изготовлении двутавра для перекрытия можно использовать доски хвойных пород не ниже 2 сорта.

Расчет нагрузки на деревянные двутавровые балки

Определять сечение двутавровой балки для перекрытия приблизительно недопустимо. Рекомендуется для расчетов обратиться к специалисту. Полагаться на готовую документацию не следует: она включает множество поправок и обновлений, которые далеко не всегда имеются в свободном доступе.

Рассчитать самостоятельно габариты разрешается только в том случае, когда речь идет, например, о деревянной двутавровой балке для опалубки или перекрытия подсобного помещения, причем небольшой площади. В этих случаях риск обрушения и деформации невелик.

При этом нужно выполнять следующие рекомендации:

  • если речь идет о нежилом чердаке, то постоянную нагрузку определяют в пределах 50 кг/кв. м, а эксплуатационную – в пределах 90 кг/кв, отсюда общая нагрузка на перекрытие составляет порядка 130 кг/кв. м, а учитывая необходимый запас прочности, ее увеличивают до 150 кг/кв. м;
  • если чердак будет часто использоваться, например, в качестве мастерской, то эксплуатационная нагрузка перекрытия возрастает до 195 кг/кв. м, а общая достигает 245 кг/кв. м, с учетом запаса прочности – до 250 кг/кв. м;
  • если чердак преобразуется в мансарду, это предполагает больший вес пола и перегородок за счет отделки, кроме этого, в жилой комнате появляется мебель, соответственно, суммарная нагрузка увеличивается до 300 кг/кв. м;
  • если речь идет о межэтажном перекрытии, нагрузку для него считают максимальную – не менее 420 кг/кв. м.

Затем следует определить длину балки для перекрытия и необходимую частоту расположения. Как правило, для межэтажного перекрытия или чердачного показатель составляет 50 см. В таблице подбора сечения двутавровой балки находят величину пролета и выбирают изделие допустимого сечения.

Важно! Такое определение является приблизительным, так как таблица не учитывает особенностей конкретного здания и используемых материалов.

Как сделать двутавровую деревянную балку своими руками

Деревянные двутавровые балки можно сделать своими руками. Материалы для изготовления вполне доступны: брус хвойных пород, фанера или плита OSB толщиной в 24–27 мм, а также казеиновый или полиуретановый клей. Из инструментов понадобится циркулярная пила, измерительные инструменты, хомуты и швеллер. В идеале следует использовать гидравлический пресс, но если его нет, то его и заменяет швеллер.

  1. Выбирают сухой брус, обрабатывают антисептиком. Размечают пазы с максимальной точностью.
  2. По разметке с помощью пилы или даже на фрезерном станке делают углубление. Ширина и глубина паза составляет около 10%. Паз должен выполняться точно по осевой линии.
  3. Перед сборкой двутавровой деревянной балки своими руками из досок кромки плиты или фанеры обтесывают с тем, чтобы обеспечить максимально плотное соединение. Паз промазывают выбранным клеем. Затем вставляют в него перегородку и выполняют прессовку на гидравлическом прессе. Вместо последнего можно использовать хомуты и швеллер. Изделие удерживают под прессом до полного высыхания клея.

Важно! Следует избегать малейших перекосов. Если перегородка не будет идеально вертикальной, прочностные качества двутавровой балки заметно ухудшатся.

Монтаж двутавровой деревянной балки

Перед монтажом изделие обрабатывают антипиренами и антисептиком. Для установки двутавра в перекрытиях подсобных построек особым умением обладать не нужно. Если же предполагается строительство деревянного здания в несколько этажей, лучше обратиться к специалистам.

Монтаж двутавровых балок имеет некоторые особенности:

  • для заведения балки в стену в ней нужно сделать отверстия – в деревянных или бревенчатых стенах их вырубают, в кирпичных или бетонных во время кладки образуют специальные ниши для них;
  • ниши выстилают рубероидом, чтобы обеспечить гидроизоляцию, балку при укладке в гнездо обмазывают любым водоотталкивающим составом – битумной мастикой, например;
  • опорные концы балки для перекрытий должны составлять не менее 150 мм, это нужно учитывать при вычислении длины изделия;
  • монтаж начинают от края одной стены, лишь затем закрепляют промежуточные двутавры;
  • важно добиться получения горизонтальной поверхности для выравнивания двутавровых балок допускается использовать деревянные плашки, которые подкладывают в ниши при монтаже;
  • каждый третий двутавр фиксируют анкерами или распорками;
  • свободное пространство в нишах утепляют минватой или заливают цементным составом.

Потолочные балки после возведения крыши подшивают гипсокартоном, вагонкой, досками. Форма двутавра очень удобная для крепления утеплителя.

Советы и рекомендации

Чтобы двутавровая балка из дерева своими руками выполняла свои задачи и прослужила долго, нужно выполнять такие рекомендации:

  • при изготовлении своими руками заменять фанеру или плиту OSB доской нельзя, это снижает ее прочность и увеличивает риск деформации;
  • перед сборкой материал обязательно нужно высушить, показатель влажности не должен превышать 12%;
  • при работах внутри дома стоит использовать клей на водной основе;
  • если в помещении предполагается высокая влажность, балки перекрытия оставляют открытыми;
  • хранят изделия под навесом или на закрытом складе, оставлять под открытым небом деревянные двутавровые балки нельзя, так как древесина впитывает влагу.

В домашних условиях изготавливают двутавры небольшого сечения. При возведении длинных перекрытий требуется продукция промышленного изготовления.

Заключение

Деревянная двутавровая балка для перекрытий – отличная альтернатива металлическому изделию. Такой вариант намного легче и проще в монтаже, поэтому часто используется при сооружении легких каркасных зданий. Кроме того, двутавры небольшого сечения вполне можно изготовить своими руками.

Источники

  • https://svarka.guru/tehnika/detaley/dvutavrovye-balki.html
  • https://metallokonstrukciy.ru/izgotovlenie-metallokonstrukciy/izgotovlenie-balok
  • https://itpmet.ru/metalloizdeliya/svarnaya-balka
  • https://kaskad-steel.ru/metallokonstrukcii/svarnie-balki/
  • https://svarkalegko.com/tehonology/svarnye-balki.html
  • https://KrovGid.com/montazh/svarnaya-dvutavrovaya-balka.html
  • https://svarkaprosto.ru/tehnologii/svarka-dvutavrovyh-balok
  • https://bouw.ru/article/dvutavrovye-derevyannye-balki-svoimi-rukami

[свернуть]

Сварная балка – производство и технология сварки

Если раньше в строительстве использовались балки, элементы которых соединялись между собой многочисленными болтами, штырями и заклепками, что значительно утяжеляло всю конструкцию, то сейчас им на смену пришли прочные и надежные сварные балки, отличающиеся небольшим весом.

Готовые двутавровые балки на складе

Преимущества сварных двутавровых балок

В наше время очень сложно найти строительный объект, который возвели без использования сварных двутавровых балок. Балки, имеющие такое сечение, широко распространены потому, что позволяют значительно снижать затраты на строительство сооружений различного назначения, обеспечивая при этом высокую надежность возводимых конструкций.

Сварная балка, сечение которой имеет форму двутавра, способна выдерживать значительные статические и динамические нагрузки, не теряя при этом, своих эксплуатационных характеристик. Важным фактором является и то, что использование таких сварных балок позволяет снизить вес строительных конструкций, что в итоге уменьшает нагрузку на фундамент здания и на его несущие конструкции.

Использование двутавровых балок при изготовление каркаса здания

Сварной двутавр особенно незаменим в тех элементах строительных конструкций, где особенно важны прочность и способность успешно противостоять механическим нагрузкам различной направленности. К таким элементам, в частности, относятся каркасы для различных конструкций, колонны, межэтажные перекрытия, эстакады, рабочие площадки и прочее.

Очень востребована сварная балка в различных отраслях машиностроения и при строительстве сооружений быстровозводимого типа, поскольку технология ее производства очень экономична.

Несмотря на то, что организовать изготовление сварных балок двутаврового сечения достаточно несложно, экономически более выгодно производить их с использованием автоматизированного оборудования. Автоматизированные линии, на которых производство таких сварных балок поставлено на поток, позволяют не только значительно снизить себестоимость продукции, но и строго соблюдать технологию ее изготовления.

Перекрытия по металлическим двутавровым балкам

Технологический процесс производства сварных балок двутаврового сечения

Технология изготовления сварных балок, имеющих двутавровое сечение, состоит из нескольких последовательных процессов, каждый из которых на сегодняшний день уже отлично отработан. Итак, изготовление качественной и надежной сварной балки требуемого сечения состоит из нескольких процедур.

Создание заготовки по чертежу

Для ее изготовления используется оборудование термической резки, на котором листы металла требуемой толщины раскраиваются по заданным размерам. Итогом выполнения такой технологической операции являются штрипсы, имеющие длину и ширину, оговоренные в чертеже. На современных предприятиях для выполнения такой операции используются станки с ЧПУ, на которых раскрой металла может производиться несколькими резаками одновременно.

Обработка кромок методом фрезеровки

Для данной операции уже не требуется чертеж и выполняется она на специальном оборудовании (кромкофрезерном станке). Это этап производства необходим для того, чтобы обеспечить лучшую провариваемость стенки балки двутаврового сечения и ее полок.

Сборочная операция

На этой стадии будущая сварная балка собирается в готовую конструкцию, для чего используются специальные сборочные приспособления, позволяющие увеличить производительность процесса в 2–3 раза по сравнению с ручной сборкой. При осуществлении сборочной операции перед сваркой балки, имеющей двутавровое сечение, важно обеспечить правильное взаимное положение стенки двутавра и его полок (симметричность и взаимная перпендикулярность).

Целесообразнее всего для выполнения этих важных требований использовать специальное сборочное оборудование, оснащенное быстродействующими прижимными элементами. Оно позволяет не только точно позиционировать составные элементы будущего двутавра, но и делать это оперативно и с высокой надежностью. Технология сборки с использованием таких приспособлений состоит из двух основных этапов: сначала собирается только часть балки, составляющая Т-образный профиль, затем собранную конструкцию при помощи приспособления переворачивают на 180 градусов и комплектуют ее второй полкой. На современных предприятиях, как правило, используются сборочные приспособления с гидравлическими прижимными механизмами, что дает возможность сократить время выполнения данного технологического процесса.

Сварка

На тонкостях данного этапа мы подробнее остановимся в следующем разделе нашей статьи.

Автоматическая сварка элементов двутавровой балки

Правка конструктивных элементов готового изделия

Производство любых конструкций с использованием сварки предполагает сильный нагрев, что неизбежно приводит к возникновению деформации отдельных составных элементов изделия. Не является исключением и сварная балка, имеющая двутавровое сечение. Как правило, у таких балок после окончания процесса сварки наблюдается эффект «грибовидности», выражающийся в нарушении геометрии полок двутавра. Для того чтобы исправить этот дефект, как раз и необходима операция правки, заключающаяся в прокатывании сварной балки через ролики специального стана. После выполнения такой процедуры получают балку двутаврового сечения, геометрия которой четко соблюдена.

Как выполняется сварка балок двутаврового сечения

Конструкция сборочного оборудования, используемого для изготовления сварных балок, имеющих двутавровое сечение, определяется способом сварки для формирования поясных швов. Выбор такого оборудования зависит также и от того, какие приспособления планируется использовать в процессе производства. На современных предприятиях для формирования длинных поясных швов двутавровых сварных балок чаще всего используют автоматическую сварку под слоем флюса. Такой метод позволяет получить сварные швы, отличающиеся высоким качеством и надежностью по всей их длине.

Сварка балки как этап её изготовления

Использование для производства балок двутаврового сечения автоматизированного оборудования для сварки под слоем жидкого флюса позволяет не только снизить себестоимость готовой продукции, но и обеспечить ее высокое качество и надежность. Принцип работы такого оборудования предусматривает, что нерасплавленный флюс, защищающий зону сварки, находится под давлением. Благодаря этому минимизируется разбрызгивание жидкого металла из зоны сварки, что позволяет качественно выполнять данную операцию даже при высоких значениях силы тока (до 4 тысяч Ампер). Кроме этого, флюс защищает расплавленный металл от быстрого остывания, что способствует более эффективному отводу газа из него.

Между тем, сварная балка могут изготавливаться с использованием ручной дуговой и полуавтоматической сварки. В таких случаях для их сборки используют специальные кондукторы с зажимными элементами, либо обычные прихватки и хомуты. Однако следует иметь в виду, что в таком случае придется столкнуться с большими потерями расплавленного металла, которые будут происходить по причине его разбрызгивания и угара. Такие потери могут доходить до 30%.

Сварочные установки, используемые в производстве балок двутаврового сечения

Кроме того, что при изготовлении сварных балок двутаврового сечения необходимо выполнять сварку между собой их основных конструктивных элементов – полок и стенки, также часто требуется соединять уже готовые балки между собой. В таких случаях балки соединяются методом сварки «встык» и для выполнения такой операции может использоваться следующее оборудование.

Оборудование портального и консольного типа

На таком оборудовании, кроме самой сварочной головки, могут быть смонтированы устройства, обеспечивающие контроль за качеством получаемого шва, подачу и удаление флюса. Большим преимуществом такого оборудования является и то, что сварка с его помощью выполняется под углом в 45 градусов, что гарантирует отличную провариваемость деталей и получение шва с хорошим катетом.

Консольная сварочная установка с ЧПУ

Сварочные манипуляторы

Сварочные манипуляторы позволяют автоматизировать процесс сварки, для их комплектации можно использовать различное навесное оборудование. Например, рабочим органом такого манипулятора может быть автоматическая головка, выполняющая сварку в среде защитных газов или под жидким флюсом. Универсальность сварочных манипуляторов позволяет решать самые разнообразные задачи, связанные с процессом сварки.

Самоходные сварочные тракторы

Наиболее простой тип оборудования, который можно использовать для сварки длинных балок двутаврового сечения. Однако применять сварочные тракторы целесообразно только при изготовлении балок небольшими партиями.

как изготавливается и собирается? + Видео

В настоящее время балка двутавровая сварная прочно вошла в строительную сферу, потеснив стандартные балки, элементы которых скреплялись между собой множеством болтов, штырей и заклепок, утяжелявших конструкцию зданий.

1 Сварная двутавровая балка – выгоды применения

Экономическая выгода от применения сварных двутавров для возведения сооружений и зданий дает возможность строительным предприятиям снижать себестоимость работ, гарантируя при этом уникальную надежность строений. Использование таких балок, как и разных видов швеллеров, обеспечивает оптимальную форму сечений и опор отдельных строительных элементов, снижающих общий вес конструкций из металла.

Каркасы из двутавров характеризуются очень высокой прочностью, как, впрочем, и любые другие элементы зданий – рабочие площадки, эстакады, межэтажные перекрытия и так далее. На данный момент сварные балки без преувеличения незаменимы при строительстве быстровозводимых сооружений, а также в сфере машиностроения. Популярность изделиям добавляет и то, что технология их изготовления весьма экономична. Производить сварные двутавры можно и мелкими партиями, и серийно.

В первом случае применяется малоэффективная, достаточно-таки примитивная оснастка, что ведет к удорожанию себестоимости готовой продукции.

Зато серийное изготовление сварной двутавровой балки на автоматических станах либо на поточных технологических линиях – экономически очень и очень выгодный процесс. Именно о серийном производстве двутавров на поточных производственных линиях, которые обычно оборудуются множеством специальных установок и приспособлений, обеспечивающих непрерывность процесса, мы и поговорим.

2 Производство сварной двутавровой балки

Данный процесс осуществляется в несколько последовательно идущих друг за другом стадий, каждая из которых на сегодняшний день идеально отработана:

  1. Создание заготовки. На агрегатах термической резки из листового металла изготавливаются необходимые по ширине и длине штрипсы. Современные предприятия работают на установках с ЧПУ, что позволяет одновременно производить раскрой стальных листов несколькими резаками. Конкретная скорость роспуска может составлять до 1 метра за 1 минуту – все зависит от того, какой толщины заготовка используется.
  2. Фрезеровка кромок. На кромкофрезерном станке осуществляется обработка кромок. Данная операция необходима для того, чтобы улучшить провар шва между стенкой двутавровой балки и ее полкой. Времени она занимает немного, а вот эффект от фрезеровки сказывается впоследствии, когда делается сборка и сварка двутавровой балки.
  3. Сборка заготовки. Выполняется она на специальных станах, увеличивающих производительность работ в 2–3 раза. Особое внимание при этом специалисты обращают на обеспечение взаимной перпендикулярности и симметрии расположения стенки двутавра и полки. Экономическая и техническая целесообразность применения сборочных станов обусловлена уникальной надежностью и реальным быстродействием механизма, отвечающего за грамотное и точное позиционирование деталей двутавра. Большинство предприятий используют установки с прижимными гидравлическими механизмами, так как закрепление балочных элементов с применением винтов и их последующее освобождение может потребовать немалых затрат времени. С технической точки зрения сборка балки осуществляется в две стадии. Сначала собирается Т-образный профиль, после чего его кантуют на 180 градусов, что дает возможность выполнять непосредственно сборку двутаврового изделия.
  4. Сварка двутавра. Об этом этапе мы подробно расскажем далее.
  5. Правка полок готового изделия. Операция необходима в связи с тем, что в процессе производства балки возникает эффект «грибовидности», вызываемый нагревом металла. Под таким явлением понимают нарушение геометрических форм полок двутавра. Исправить его несложно, достаточно пропустить изделие через специальный стан с большим количеством роликов, которые «подправят» нарушенную геометрию.

3 Сварка балок двутаврового сечения

Вид сборки двутавра определяется конструкцией и характером выбранного способа сварки поясных швов изделий, а также тем, какие приспособления используются. Как правило, поясные длинные швы на сборочных предприятиях сваривают автоматами под флюсом. Сначала изделие собирается из стенки и поясов, являющихся основными его элементами, затем производится скрепление его поясных швов.

После этого монтируются ребра жесткости, и осуществляется непосредственно сварка двутавровой балки (вручную либо с помощью полуавтоматического оборудования). Финальная сборка двутавра выполняется в специальном кондукторе или с применением прихваток и хомутов. В тех случаях, когда изделия изготавливают на автоматизированных линиях, технология сварки двутавровой балки становится менее затратной, причем получаемая продукция отличается идеальной надежностью.

Популярность использования жидкого флюса обусловлена тем, что он значительно улучшает процесс сварки. Нерасплавленный флюс находится под давлением. Это обеспечивает отсутствие явлений разбрасывания и разбрызгивания жидкого металла, что гарантирует беспроблемное образование качественного сварочного шва при высоких (до 4 тысяч Ампер) показателях силы тока.

При сварке открытой дугой из-за разбрызгивания и угара может теряться до 30 процентов металла. Если же выполняется сварка двутавровых балок встык под флюсом, потери составляют от силы два процента, а иногда и меньше (около 1 %). Кроме того, когда горячий металл остывает под флюсом, улучшается выход газа из-под его слоя за счет более медленного охлаждения расплавленной композиции.

4 Виды сварочных установок для сварки двутавров

Несомненно, наиболее оптимальным является процесс автоматического производства и сварки балок двутаврового сечения. Он гарантирует малые затраты на материалы, требуемые для сварочных работ, снижение числа добавочных операций (не нужно кантовать и позиционировать заготовки) и количества работников, принимающих участие в производственном процессе. Но кроме него сварка двутавровых балок между собой (в стык) может выполняться при помощи такого оборудования:

  • Сварочные манипуляторы. Они имеют высокий уровень автоматизации процесса, вполне рациональную конструкцию, могут дополнительно снабжаться навесным специальным оборудованием. На многих заводах на манипуляторы монтируют сварочные автоматические головки, которые способны работать в атмосфере инертных газов, углекислого газа и под жидким флюсом. Это позволяет предприятиям решать самые разные задачи в области сварки.
  • Сварочные самоходные трактора. Пожалуй, самый простой способ сварки двутавра. Но применять его имеет смысл исключительно для изготовления изделий небольшими партиями, при поточном производстве экономическая целесообразность трактора будет совсем маленькой.
  • Портальные и консольные установки. На них монтируются комплексы слежения за качеством сварного шва, системы подачи флюса, его переработки и удаления с агрегата. Отличный катет и провар шва на подобных установках достигается за счет того, что сварка производится под 45-градусным углом на стапелях.

Использование двутавровых балок и качественной арматуры для фундамента – гарантия строительства прочных и надежных зданий!

H Beam & I Beam Calculator & Chart (бесплатно)

Что такое двутавровая балка

Двутавровая балка Сталь

Двутавровая балка также называется стальной балкой (Universal Beam), которая представляет собой длинную стальную полосу с крестом -сечение двутавровое. Двутавровая балка делится на обыкновенную двутавровую и световую двутавровую.

Что такое двутавровая балка

Двутавровая балка разработана на основе оптимизации двутавровой стали. Название происходит от того факта, что его сечение совпадает с английской буквой H. Это экономичный высокоэффективный профиль с более разумным соотношением прочности к весу и более оптимизированным распределением площади поперечного сечения.

Каждая часть H-образной стали расположена под прямым углом, поэтому она обладает такими преимуществами, как сильное сопротивление изгибу, экономия затрат, простая конструкция и легкий вес во всех направлениях.

Часто используется в больших зданиях, где требуется большая перехватывающая способность и хорошая стабильность поперечного сечения, например, в высотных зданиях и мастерских. Кроме того, он также широко используется на судах, мостах, подъемно-транспортном оборудовании, кронштейнах, фундаментах оборудования, фундаментных сваях и т. Д.

Двутавровая балка и двутавровая балка

Что касается разницы между двутавровой балкой и двутавровой балкой, вы можете обратиться к статье ниже.

Двутавровая балка по сравнению со сталью (14 анализ различий)

Расчет двутавровой балки и расчет веса двутавровой балки

В этой статье мы в основном обсуждаем, как рассчитать вес двутавровой и двутавровой балок.

Для удобства расчетов мы создали два калькулятора: калькулятор веса двутавровой балки и калькулятор веса двутавровой балки.

С помощью этих двух калькуляторов вы можете легко рассчитать вес двутавровой и двутавровой балок.

Конечно, для более подробных расчетов различных металлических весов вы можете обратиться к следующей статье.

Теоретическая формула расчета веса металла (30 типов металлов)

Кроме того, мы также сделали калькулятор тоннажа листогибочного пресса и калькулятор усилия прессования. Если вам интересно, вы можете воспользоваться им, перейдя по ссылке.

Теперь начните использовать калькулятор для расчета веса профиля.

Если вы устали от использования калькулятора для расчета веса двутавровой балки и двутавровой балки, вы можете обратиться к следующей таблице веса двутавровой балки и таблице веса двутавровой балки.Это позволяет быстрее проверять вес двутавровых и двутавровых балок разных размеров.

Проверить это

Расчет прочности двутавровой балки на прочность

Расчет расчетной прочности двутавровой балки для расчета
нормальное напряжение, напряжение сдвига и напряжение фон Мизеса в критических точках данного
сечение двутавра.

Поперечная нагрузка на двутавровую балку может привести к нормальным напряжениям и напряжениям сдвига.
одновременно на любом поперечном сечении двутавра.Нормальное напряжение на данном поперечном сечении изменяется относительно
расстояние y от нейтральной оси, и оно наибольшее в самой дальней точке от
нервная ось. Нормальное напряжение также зависит от изгибающего момента в
сечение и максимальное значение нормального напряжения в двутавровой балке возникает там, где
изгибающий момент наибольший. Максимальное напряжение сдвига возникает на нейтральной оси
двутавровой балки, где сила сдвига максимальна.

Примечание. Для получения дополнительной информации о
см. разделы «Напряжения сдвига в тонкостенных элементах» и «Конструкция
балок и валов на прочность »главы механики материалов
.

Примечание: V и M — поперечная сила и изгибающий момент в сечении, как показано на
фигура. 4

Расчет напряжений на участке А МПапсикси
Нормальное напряжение [σ x_A ]
Напряжение сдвига [τ xy_A ]
Напряжение фон Мизеса при A [σ v_A ]
Расчет напряжений на участке B
Нормальное напряжение при B [σ x_B ]
Напряжение сдвига при B [τ xy_B ]
Напряжение фон Мизеса при B [σ v_B ]
Расчет напряжений на участке D
Нормальное напряжение при D [σ x_D ]
Напряжение сдвига при D [τ xy_D ]
Напряжение по Мизесу при D [σ v_D ]

Примечание: используйте точку «.»как десятичный разделитель.

Примечание. Напряжения — это положительные числа, и это величины напряжений в
луч. Он не делает различий между растяжением и сжатием конструкции.
луч.

Примечание. Эффекты концентраций напряжений не учитываются в расчетах.

Двутавровая балка: двутавровая балка — это разновидность балки.
часто используется в фермах в зданиях.Двутавровая балка обычно изготавливается из
конструкционные стали, подвергнутые горячей и холодной прокатке или сварке. Верхняя и нижняя пластины двутавровой балки называются полками, а вертикальная пластина, соединяющая полки, называется стенкой.

Нормальное напряжение: напряжение действует перпендикулярно поверхности (поперечному сечению).

Второй момент области:
способность поперечного сечения противостоять изгибу.

Напряжение сдвига: форма напряжения, действующая параллельно поверхности (поперечному сечению), имеет режущий характер.

Напряжение: средняя сила на единицу площади, которая приводит к деформации материала.

Как рассчитать вес стальной двутавровой балки

Рассмотрите возможность расчета веса стальной двутавровой балки перед перегрузкой конструкции. Стальные двутавровые балки слишком велики и тяжелы для обычных весов, но их вес можно определить математически с помощью нескольких измерений. Вес стальной балки зависит от ее объема и плотности стали. Объем зависит от габаритов балки и определяет, сколько места она занимает.Плотность веса измеряет количество фунтов, которое весит кубический фут вещества. Для стандартной конструкционной стали плотность веса составляет около 490 фунтов на кубический фут.

Измерение двутавровой балки

Стальная двутавровая балка состоит из трех сплошных прямоугольных частей, сваренных вместе. Каждый из них необходимо измерить, чтобы определить объем двутавровой балки.

Сначала измерьте длину стальной двутавровой балки в дюймах. Например, длина может составлять 130 дюймов.

Во-вторых, измерьте толщину и ширину верхней и нижней частей двутавровой балки в дюймах.Выполните измерение со стороны балки, которая выглядит как «Я». Эти толщина и ширина обычно одинаковы. Например, предположим, что верхняя и нижняя части двутавровой балки могут иметь толщину 2 дюйма и ширину 10 дюймов.

В-третьих, измерьте высоту и толщину центральной части двутавровой балки в дюймах. Выполните измерение со стороны балки, которая выглядит как «Я». Например, толщина может составлять 3 дюйма, а высота — 15 дюймов.

Расчет объема и веса

Сначала умножьте толщину на высоту на длину для центральной части двутавровой балки, чтобы получить ее объем в кубических дюймах. Выполнение этого шага, например, использованного выше, дает 3 дюйма на 15 дюймов на 130 дюймов или 5850 кубических дюймов.

Во-вторых, умножьте толщину на ширину на длину для верхней и нижней частей двутавровой балки отдельно, чтобы получить объем каждой в кубических дюймах. В примере на этом этапе получается 2 дюйма на 10 дюймов на 130 дюймов, или объем в 2600 кубических дюймов для каждой части.

В-третьих, сложите объем трех частей двутавровой балки, чтобы получить общий объем в кубических дюймах. Продолжая упражнение, вы получите 5850 кубических дюймов плюс 2600 кубических дюймов плюс 2600 кубических дюймов, или 11 050 кубических дюймов.

В-четвертых, преобразуйте объем в кубические футы, разделив на 1728, поскольку кубический фут равен 1728 кубическим дюймам. Например, этот расчет дает 11 050 кубических дюймов, разделенных на 1728 кубических дюймов на кубический фут, или объем в 6,4 кубических футов.

Наконец, умножьте плотность стали в фунтах на кубический фут на объем, чтобы получить вес двутавровой балки в фунтах. Завершение упражнения приводит к 490 фунтов на кубический фут, умноженным на 6,4 кубических футов, или весу 3136 фунтов.

Процесс сварки и проектирование соединений и формула меню

Конфигурация конструкции сварного шва Примечания: Калькуляторы требуют премиум-членства
Методы оценки инженерного проектирования сварных конструкций — Премиум-членство требуется для просмотра документа

Сварной шов с осевой нагрузкой, полное проникновение, равное напряжению толщины листа.

Open: Калькулятор сварного шва с полным проникновением осевой нагрузки

Осевая нормальная нагрузка, частичное проникновение, уравнение и калькулятор напряжения толщины сварного шва.

Открытый: Калькулятор сварного шва с частичным проплавлением при осевой нормальной нагрузке

Уравнение и калькулятор напряжения сварного шва при полном проникновении нагрузки сечения тройника.

Open: Расчет напряжения сварного шва с полным проникновением нагрузки сечения тройника

Калькулятор прикладываемого напряжения при полной нагрузке сварного шва при полном проплавлении.

В открытом состоянии: Нагрузка сечения тройника при полном проникновении Расчет приложенного напряжения момента сварного шва

Калькулятор приложенного напряжения при сварке с полным проникновением и перпендикулярной нагрузкой сечения сечения тройника.

Open: Нагрузка на сечение тройника, сварка с полным проникновением, перпендикулярная нагрузка, калькулятор прикладываемого напряжения

Калькулятор напряжения изгибающего момента стыкового шва при полном проплавлении.

Open: Калькулятор напряжения изгибающего момента стыкового сварного шва при полном проплавлении.

Изгибающий момент сварного шва с частичным проплавлением Напряжение сварного шва.

Open: Калькулятор момента изгиба сварного шва с частичным проплавлением.

Калькулятор приложенного напряжения сварного шва с частичным проникновением при перпендикулярной нагрузке сечения сечения тройника.

Open: Нагрузка сечения тройника, частичное проникновение, сварка, перпендикулярная нагрузка, калькулятор приложенного напряжения

Тройник с нагрузкой, частичное проплавление, изгибающий момент, приложенный калькулятор напряжения

В открытом состоянии: нагруженный участок тройника Прикладываемый момент изгиба сварного шва с частичным проплавлением

Напряжение, созданное для перпендикулярной нагрузки сварного шва с частичным проникновением. Напряжение сварного шва.

Открыть: напряжение, созданное для напряжения сварного шва, перпендикулярного нагрузке сварного шва с частичным проникновением.

Напряжение, создаваемое для сварного шва с тремя стыками пластин, равно толщине пластины.

Открыто: напряжение, создаваемое для сварного шва с тремя стыками пластин, равно толщине пластины.

Калькулятор осевой нагрузки сварного шва с двумя пластинами

Открыть: Калькулятор осевой нагрузки при сварке двух пластин

Напряжение, создаваемое для конфигурации параллельной сварки двух пластин.

Открыть: напряжение, созданное для калькулятора конфигурации параллельной сварки двух пластин.

Напряжение, создаваемое для конфигурации перпендикулярного сварного шва с двумя пластинами.

Открыть: напряжение, созданное для калькулятора конфигурации перпендикулярного сварного шва с двумя пластинами.

Напряжение, создаваемое для конфигурации перпендикулярного сварного шва пластины внахлестку.

Открыто: Калькулятор конфигурации перпендикулярного сварного шва пластины напряженного прилегания.

Уравнения и калькулятор параллельного напряжения при сварке осевой нагрузкой при сварном шве с тремя нахлестками

Open: Калькулятор осевой нагрузки при сварке с трехкратной пластиной и параллельным сварным напряжением

Калькулятор напряжения сварного шва L-образного сечения пластины

Открыть: Калькулятор сварочного напряжения L-образного сечения пластины

Уравнения и калькулятор напряжения сдвига сварного шва для приложенного крутящего момента на сплошном валу

Open: Расчет напряжения сдвига сварного шва для приложенного крутящего момента на сплошном валу

Уравнение и калькулятор напряжения сдвига сварного шва для прикладываемого изгибающего момента сплошного вала

Open: Расчет напряжения сдвига сварного шва для приложенного изгибающего момента на сплошном валу

Напряжение сдвига сварного шва для приложенного изгибающего момента в уравнении прямоугольного / квадратного вала и калькуляторе

Open: Напряжение сдвига сварного шва для приложенного изгибающего момента на прямоугольном валу / калькуляторе квадратного вала

Напряжение сдвига сварного шва для приложенного изгибающего момента в уравнении и калькуляторе прямоугольной балки

Open: Напряжение сдвига сварного шва для прикладываемого изгибающего момента на калькуляторе прямоугольной балки

Напряжение сдвига сварного шва для приложенного изгибающего момента в уравнении и калькуляторе прямоугольной балки

Open: Напряжение сдвига сварного шва для прикладываемого изгибающего момента на калькуляторе прямоугольной балки

Напряжение сдвига сварного шва для приложенной изгибающей силы по уравнению и калькулятору прямоугольной балки

Open: Напряжение сдвига сварного шва для приложенного усилия изгиба на прямоугольном балке Калькулятор

Уравнение и калькулятор напряжения сварного шва для прикладываемого момента изгиба для прямоугольной балки

Open: Расчет напряжения сварного шва для изгибающего момента приложенной прямоугольной балки

Уравнение и калькулятор напряжения сварного шва для нагрузки, приложенной к прямоугольной балке.

Open: Калькулятор напряжения сварного шва для нагрузки, приложенной к прямоугольной балке.

Напряжение сварного шва для момента, приложенного к прямоугольной балке Уравнение и калькулятор.

Open: Расчет напряжения сварного шва для момента, приложенного к прямоугольной балке

Расчет напряжения сварного шва для нагрузки, приложенной к прямоугольной балке

Открыть: Калькулятор напряжения сварного шва для нагрузки, приложенной к прямоугольной балке

Напряжение сварного шва для момента, приложенного к прямоугольной балке Уравнение и калькулятор.

Калькулятор напряжения сварного шва для момента, приложенного к прямоугольной балке.

Напряжение сварного шва для момента, приложенного к прямоугольной балке Уравнение и калькулятор.

Open: Расчет напряжения сварного шва для момента, приложенного к прямоугольной балке.

Расчет напряжения сварного шва для нагрузки, приложенной к прямоугольной балке

Открыть: Калькулятор напряжения сварного шва для нагрузки, приложенной к прямоугольной балке

Напряжение сварного шва для изгибающего момента, приложенное к прямоугольной балке Уравнение и калькулятор

Open: Расчет напряжения сварного шва для изгибающего момента для прямоугольной балки

Уравнение и калькулятор напряжения сварного шва для соединительной пластины балки

Open: Расчет напряжения сварного шва для соединительной пластины балки

Расчет сварных стыков в электронном калькуляторе балки
Калькулятор расчета конструкции подъемных проушин
Электронная таблица для расчета веса и площади сварного шва для двойного V-образного, одинарного V-образного, V-образного соединения, массы и площади сварного шва с J-образной канавкой.
Таблица для калькулятора сварного отвода ASME B31.3 Excel

  • Расчет армирования сварных соединений ответвлений был выполнен на основе параграфа 304.3.3 ASME B31.3.
  • Эта таблица разветвления была рассчитана только для угла заголовка-ответвления, равного 90 ° бета-углу.
  • Расчетная доступная площадь включает доступную площадь углового сварного шва минимального размера, как определено в ASME B31.3 пункт 328.5.4.

Как сделать прочные сварные соединения двутавровых балок?

Хотите более прочные сварные соединения двутавровых балок? В этой статье мы объясняем необходимость знать термины сварки, полезные для подготовки к сварке двутавровых балок.

Сварочная терминология

В терминологии лучевой сварки часто бывает много путаницы. Ниже приводится объяснение некоторых из этих терминов.

Геометрия пересечения

перекос

Острый угол между осями стержня в горизонтальной плоскости.

Наклон

Острый угол между осями стержня в вертикальной плоскости. Также называется «наклон».

Форма

Фактическая геометрия для создания торцевого выреза, выреза или отверстия для правильной посадки.

Подготовка к сварке

Угол канавки φ

Угол между противоположными гранями соединяемых деталей, образующий канавку, заполняемую сварочным материалом. Может быть внутренним или внешним уголком канавки для подготовки к сварке.

Угол скоса β

Угол, образованный между центральной линией, перпендикулярной стене, и лицевой стороной стены.Равен углу резания и может быть отрицательным или положительным.

  • Перпендикулярный разрез имеет β = 0 °;
  • Наибольшая β плазма 45 ° (- или +).

Двугранный угол ψ

Угол между внешними гранями соединяемых стен. Расчеты для оптимальной подготовки шва основаны на ψ.

Корневое отверстие (R)

Разделение на стыке стен после монтажа. Техника увеличения проплавления швов для более прочных соединений.

Крысиная дыра

Отверстие в стенке прямо под фланцем для обеспечения полного проплавления фланцевого соединения и проведения неразрушающих испытаний. Подробнее про крысиные норы ниже

Типы сварных швов

  • Угловой шов
  • Сварка с разделкой на кромку
  • Сварка встык

Руководство по подготовке к сварке соединений двутавровых балок

HGG разрабатывает станки для резки балок для резки выступов и подготовки сварных швов с различными типами фаски.

Наклонная резка

Нет

Предпочтительно для болтовых соединений или для угловых сварных швов.

Одинарная канавка

Срез под сварку с разделкой кромок. Подготовка к сварке сверху или снизу.

Одинарная канавка с выступом

Срез под кромку для шва с разделкой кромок с широким приварением. Подготовка к сварке сверху или снизу.

Двойной паз

X-образная фаска для сварных швов с X- или K-образной канавкой.Малый корень можно наносить после срезания.

Двойная канавка с выступом

X-образная фаска для сварных швов с X- или K-образной канавкой с широким приварением.

Крысиные отверстия

Это открытое отверстие в стенке вплотную к фланцу обеспечивает непрерывные сварочные проходы на фланцевых соединениях поперек стенки с полным проваром стыка. Необходимое уменьшение полотна позволяет избежать таких дефектов, как неоднородности, включения и неполное проплавление проходов.Крышки позволяют проводить неразрушающий контроль всего соединения. В зависимости от контрактной документации и включенных правил сварки производитель может отказаться от использования отверстий. Это позволяет избежать уменьшения полотна, но при расчете прочности необходимо учитывать возможные дефекты, которые невозможно проверить.

Нет
Без уменьшения секции полотна для полной прочности. Неразрушающий контроль сварных швов, расположенных поперек стенки, невозможен.

Тип 1
Традиционная крысоловка.Требуемое расстояние между резаком и фланцем для резки стенки требует минимум шлифовки.

Тип 6
Крышка оптимизированная для HGG. Шлифовка не требуется.

AWS 6.2
Сварное контрольное отверстие для соединений с сейсмическим моментом (только CAD-CAM).

Практический пример

Примеры, приведенные ниже, помогут вам понять структуру этого документа. Доступны разрезы для торцевых форм, отверстий и вырезов. Для определения формы конца балки необходимо четыре пропила.Верхняя полка, верхняя стенка, нижняя стенка и нижняя полка. Подготовка к сварке показана справа от разреза.

Сварное соединение балки с балкой, полностью закрепленное для высокопрочных стальных конструкций.

Сварное соединение балки с балкой, закрепленное с помощью кулисы для опорных элементов в стальных конструкциях с высокими эксплуатационными характеристиками.

Дополнительные примеры см. В статье «7 наиболее часто используемых соединений балок».

Подробнее о сварных соединениях двутавровых балок

Хотите узнать больше о создании прочных сварных соединений двутавровых балок?

Калькулятор веса балки

Калькулятор веса балки

Таблица веса стандартной двутавровой балки

Тип Оценка Размер секции
(мм)
Площадь сечения
(см2)
СечениеПериметр
(м)
Теоретическая масса
кг / м
Примечание
H B t1 т2 r
HW 100 × 100 100 100 6 8 10 21.9 0,571 17,19 100 × 100 × 6 × 8
125 × 125 125 125 6,5 9 10 30,31 0,72 23,79 125 × 125 × 6,5 × 9
150 × 150 150 150 7 10 13 40.55 0,864 31,83 150 × 150 × 7 × 10
175 × 175 175 175 7,5 11 13 51,43 1.013 40,37 175 × 175 × 7,5 × 11
200 × 200 200 200 8 12 16 64.28 1,156 50,46 200 × 200 × 8 × 12
200 204 12 12 16 72,28 1,164 56,74 200 × 204 × 12 × 12
250 × 250 250 250 9 14 16 92.18 1.454 72,36 250 × 250 × 9 × 14
250 255 14 14 16 104,68 1,464 82,17 250 × 255 × 14 × 14
300 × 300 294 302 12 12 20 108.31 1,738 85,02 294 × 302 × 12 × 12
300 300 10 15 20 120,43 1,746 94,54 300 × 300 × 10 × 15
300 305 15 15 20 135.43 1,756 106,31 300 × 305 × 15 × 15
350 × 350 344 348 10 16 20 145,99 2,026 114,6 344 × 348 × 10 × 16
350 350 12 19 20 173.87 2,042 136,49 350 × 350 × 12 × 19
400 × 400 388 402 15 15 24 179,24 2,313 140,7 388 × 402 × 15 × 15
394 398 11 18 24 187.6 2,317 147,27 394 × 398 × 11 × 18
400 400 13 21 24 219,48 2,333 172,29 400 × 400 × 13 × 21
414 405 18 28 24 296.18 2,371 232,5 414 × 405 × 18 × 28
400 408 21 21 24 251,48 2,349 197,41 400 × 408 × 21 × 21
428 407 20 35 24 361.44 2.403 283,73 428 × 407 × 20 × 35
HM 150 × 100 148 100 6 9 13 27,25 0,662 21,39 148 × 100 × 6 × 9
200 × 150 194 150 6 9 16 39.76 0,948 31,21 194 × 150 × 6 × 9
250 × 175 244 175 7 11 16 56,24 1,146 44,15 244 × 175 × 7 × 11
300 × 200 294 200 8 12 20 73.03 1,338 57,33 294 × 200 × 8 × 12
350 × 250 340 250 9 14 20 101,51 1,628 79,69 340 × 250 × 9 × 14
400 × 300 390 300 10 16 24 136.74 1,919 107,34 390 × 300 × 10 × 16
450 × 300 440 300 11 18 24 157,38 2,017 123,54 440 × 300 × 11 × 18
500 × 300 482 300 11 15 28 146.45 2,094 114,96 482 × 300 × 11 × 15
488 300 11 18 28 164,45 2,106 129,09 488 × 300 × 11 × 18
600 × 300 582 300 12 17 28 174.49 2,292 136,97 582 × 300 × 12 × 17
588 300 12 20 28 192,49 2.304 151,188 × 300 × 12 × 20
594 302 14 23 28 222.37 2,32 174,56594 × 302 × 14 × 23
HN 175 × 90 175 90 5 8 10 23,21 0,683 18,22 175 × 90 × 5 × 8
200 × 100 198 99 4.5 7 13 23,59 0,761 18,52 198 × 99 × 4,5 × 7
200 100 5,5 8 13 27,57 0,767 21,64 200 × 100 × 5,5 × 8
250 × 125 248 124 5 8 13 32.89 0,96 25,82 248 × 124 × 5 × 8
250 125 6 9 13 37,87 0,966 29,73 250 × 125 × 6 × 9
300 × 150 298 149 5.5 8 16 41,55 1,153 32,62 298 × 149 × 5,5 × 8
300 150 6,5 9 16 47,53 1,159 37,31 300 × 150 × 6.5 × 9
350 × 175 346 174 6 9 16 53,2 1,348 41,76 346 × 174 × 6 × 9
350 175 7 11 16 63.66 1,358 49,97 350 × 175 × 7 × 11
400 × 150 400 150 8 13 16 71,12 1,356 55,83 400 × 150 × 8 × 13
400 × 200 396 199 7 11 16 72.16 1,546 56,65 396 × 199 × 7 × 11
400 200 8 13 16 84,12 1,556 66,03 400 × 200 × 8 × 13
450 × 150 450 150 9 14 20 83.41 1,448 65,48 450 × 150 × 9 × 14
450 × 200 446 199 8 12 20 84,95 1,638 66,69 446 × 199 × 8 × 12
450 200 9 14 20 97.41 1,648 76,47 450 × 200 × 9 × 14
500 × 200 496 199 9 14 20 101,27 1,736 79,5 496 × 199 × 9 × 14
500 200 10 16 20 114.23 1,746 89,67 500 × 200 × 10 × 16
506 201 11 19 20 131,29 1,76 103,06 506 × 201 × 11 × 19
600 × 200 596 199 10 15 24 121.24 1,927 95,17 596 × 199 × 10 × 15
600 200 11 17 24 135,2 1,937 106,13 600 × 200 × 11 × 17
606 201 12 20 24 153.26 1,951 120,31 606 × 201 × 12 × 20
700 × 300 692 300 13 20 28 211,49 2,51 166,02 692 × 300 × 13 × 20
700 300 13 24 28 235.49 2,526 184,86 700 × 300 × 13 × 24
800 × 300 792 300 14 22 28 243,45 2,708 191,11 792 × 300 × 14 × 22
800 300 14 26 28 267.45 2,724 209,95 800 × 300 × 14 × 26
HP H стальная свая 200 × 200 200 204 12 12 16 72,28 1,164 56,74 200 × 204 × 12 × 12
250 × 250 244 252 11 11 16 82.06 1.446 64,42 244 × 252 × 11 × 11
250 255 14 14 16 104,68 1,464 82,17 250 × 255 × 14 × 14
300 × 300 294 302 12 12 20 108.31 1,738 85,02 294 × 302 × 12 × 12
300 300 10 15 20 120,43 1,746 94,54 300 × 300 × 10 × 15
300 305 15 15 20 135.43 1,756 106,31 300 × 305 × 15 × 15
350 × 350 338 351 13 13 20 135,25 2,02 106,17 338 × 351 × 13 × 13
344 354 16 16 20 166.63 2,038 130,8 344 × 354 × 16 × 16
350 350 12 19 20 173,87 2,042 136,49 350 × 350 × 12 × 19
350 357 19 19 20 198.37 2,056 155,72 350 × 357 × 19 × 19
400 × 400 388 402 15 15 24 179,24 2,313 140,7 388 × 402 × 15 × 15
394 405 18 18 24 215.18 2,331 168,92 394 × 405 × 18 × 18
400 400 13 21 24 219,48 2,333 172,29 400 × 400 × 13 × 21
414 405 18 28 24 296.18 2,371 232,5 414 × 405 × 18 × 28
400 408 21 21 24 251,48 2,349 197,41 400 × 408 × 21 × 21
428 407 20 35 24 361.44 2.403 283,73 428 × 407 × 20 × 35

График массы двутавровых балок горячекатаных обыкновенных

Технические характеристики Высота (мм) Ширина фланца (мм) Толщина полотна (мм) Теоретическая масса (кг / м)
10 100 68 4.5 11,261
12,6 126 74 5 14,223
14 140 80 5,5 16,89
16 160 88 6 20.513
18 180 94 6,5 24,143
20a 200 100 7 27,929
20b 200 102 9 31.069
22a 220 110 7,5 33,07
22b 220 112 9,5 36,524
25a 250 116 8 38.105
25b 250 118 10 42,03
28a 280 122 8,5 43,492
28b 280 124 10,5 47.888
32a 320 130 9,5 52,717
32б 320 132 11,5 57,741
32c 320 134 13,5 62.765
36a 360 136 10 60,037
36b 360 138 12 65,689
36c 360 140 14 71.341
40a 400 142 10,5 67,598
40b 400 144 12,5 73,878
40c 400 146 14,5 80.158
45a 450 150 11,5 80,42
45b 450 152 13,5 87,485
45c 450 154 15,5 94.55
50a 500 158 12 93,654
50b 500 160 14 101,504
50c 500 162 16 109.354
56a 560 166 12,5 106,316
56b 560 168 14,5 115.108
56c 560 170 16,5 123.9
63a 630 176 13 121,407
63b 630 178 15 131,298
63c 630 180 17 141.189

График веса горячекатаной двутавровой балки для легких условий эксплуатации

Технические характеристики Высота (мм) Ширина фланца (мм) Толщина полотна (мм) Теоретическая масса (кг / м)
8 80 50 4,5 7.52
10 100 55 4,5 9,46
12 120 64 4,8 11,5
14 140 73 4,9 13,7
16 160 81 5 15.9
18 180 90 5,1 18,4
18a 180 100 5,1 19,9
20 200 100 5,2 21
20a 200 110 5.2 22,7
22 220 110 5,4 24
22a 220 120 5,4 25,8
24 240 115 5,6 27.3
24a 240 125 5,6 29,4
27 270 125 6 31,5
27a 270 135 6 33,9
30 300 135 6.5 36,5
30a 300 145 6,5 39,2
33 330 140 7 42,2
36 360 145 7,5 48.6
40 400 155 8 56,1
45 450 160 8,6 65,2
50 500 170 9,5 76,8
55 550 180 10.3 89,8
60 600 190 11,1 104
65 650 200 12 120
70 700 210 13 138
70a 700 210 15 158
70b 700 210 17.5 184

Анализ сварного соединения угловыми швами на изгибающий момент

b f = 18 см; t f = 0,8 см; t w = 0,6 см; h w = 24 см; h = 25,6 см;

Задача: Проверить режим расчета сварных соединений

Задача: Проверить сварное соединение с угловыми швами на изгибающий момент

Ссылки: Пособие к СНиП II-23-81.Сварные соединения. 1984. с. 28-29.

Соответствие нормам: СНиП II-23-81 *, СП 16.13330.2011, СП 16.13330.2017, ДБН В.2.6-163: 2010, ДБН В.2.6-198: 2014.

Файл исходных данных:

Исходные данные:

М = 75 кНм Изгибающий момент
R yn = 345 МПа, R un = 490 МПа Сталь 15ХСНД
R wf = 215 МПа, β f = 0,9 Полуавтомат для сварки плоских СО2 проволокой Св-08Г2С диаметром 2 мм
γ wf = γ c = 1 Факторы обслуживания

Параметры KRISTALL:
Сталь: C345 категория 3

Фактор значимости

1

Коэффициент обслуживания

1

Группа конструкций по таблице 50 * СНиП II-23-81 *

1

Свойства сварочных материалов:

Характеристическое сопротивление металла шва по пределу прочности, R wun

49949,032 т / м 2

Расчетное сопротивление угловых швов на сдвиг в металле шва, R wf

21916,412 т / м 2

Вид сварки

Автомат и полуавтомат, диаметр электродной проволоки не менее 1.4-2,0 мм

Положение сварного шва

Квартира

Климатический район

с температурой t> -40 ° C

Тип:

Параметры:

Раздел — Полный ассортимент ГОСТ-профилей.. Балка двутавровая широкополочная ГОСТ 26020-83 26W1

t f = 6 мм

Приварной шов около фланца = 4 мм
Приварной шов около стенки = 4 мм

Внутренние силы и моменты:

N = 0 N
M y = 75000 Nm
Q z = 0 N
M z = 0 Nm
Q y = 0 N

Сравнение решений:

Фактор

Прочность металла шва

Источник

208/215 = 0,967

КРИСТАЛЛ

0,951

Отклонение,%

1,655

Комментарии:

Отклонения в результатах расчета связаны с различием исходных данных.