Двутавр

Двута́вр — стандартный профиль конструктивных элементов из чёрного проката или дерева, имеющий сечение, близкое по форме к букве «Н». Балка двутаврового профиля в тридцать раз жёстче и в семь раз прочнее балки квадратного профиля аналогичной площади сечения, что превосходит прочность швеллера. Однако устойчивость двутавра к скручиванию очень мала (как и у других открытых сечений — швеллера, уголка) — примерно в 400 раз меньше, чем у круглой трубы такого же сечения.

Двутавровая балка в основании первого этажа строения.

Название происходит от лат. taurus (бык), поскольку двутавровые балки «двурогие» по обеим сторонам. В английском языке используется термин I-beam (или H-shaped), в польском и немецком — чаще используют термины, аналогичные double-T.

Общие характеристики

Размеры двутавров

Двутавры, согласно ГОСТ Р 57837-2017 "Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Технические условия", по соотношению размеров и условиям работы делятся на следующие типы: балочные (нормальные и широкополочные), колонные, свайные, образцы дополнительной серии. По точности двутавры классифицируются на образцы типа А (высокая точность) и образцы типа В (обычная точность).

Стандартные размеры по ГОСТ Р 57837-2017 варьируются в следующих диапазонах:

  • высота двутавра (h): от 100 до 780 мм;
  • ширина полки (b): от 55 до 435 мм;
  • толщина полки (t): от 5,1 до 146 мм;
  • толщина стенки (s): от 3,8 до 96 мм.

По точности прокатки двутавры с уклоном внутренних граней полок классифицируются на образцы типа Б (повышенная точность) и образцы типа В (обычная точность). Уклон внутренних граней полок должен быть в пределах от 6 % до 12 %.

Двутавры всех типов изготавливают длиной от 4 до 12 м, по согласованию с потребителем допускается изготовление образцов длиной больше 12 м.

Масса двутавров

Масса двутавра зависит от номинальной площади его поперечного сечения и длины. При расчётах веса используют среднюю плотность стали, которая составляет 7850 кг/м³. Масса рассчитывается по формуле:

m = p × V, где p — это средняя плотность стали, V — объём двутавра.

Объём двутавра рассчитывается по формуле:

V = FH × h, где FH — это номинальная площадь поперечного сечения, h — длина двутавра.

Согласно ГОСТ Р 57837-2017, масса одного погонного метра стального нормального балочного двутавра в зависимости от номера профиля варьируется от 8,1 до 194,8 кг, широкополочного двутавра — от 24,4 до 518,3 кг, колонного двутавра — от 26,8 до 1332 кг.

Типы металлических двутавровых балок
Двутавровая эллиптическая балка инженера Кларка
Ржавая клёпаная стальная двутавровая балка

Двутавровая металлическая балка широко применяется в строительстве перекрытий и мостовых сооружений. Также стальные двутавровые балки часто используются для армирования шахтных стволов, в автомобильной промышленности и вагоностроении.

В США чаще всего используют балки с широкими полками (wide-flange (WF) shape).

Максимальная нагрузка на двутавровые балки по стандарту ASTM:

  • A36 — до 36 ksi;
  • A572 — от 42 до 60 ksi (обычно 50 ksi);
  • A992 — от 50 до 65 ksi.

Номер профиля обозначает высоту сечения, например, двутавр с номером профиля 20 имеет высоту сечения 20 см.

Помимо прочего, двутавровые балки бывают:

  • нормальными — обозначение символом «Б»;
  • широкополочными — обозначение «Ш»;
  • колонными — обозначение буквой «К»;
  • свайные — обозначение буквой «С».

В странах Европейского Союза двутавровые балки отличаются размерами от двутавровых балок, изготовленных согласно ГОСТ. В Европе наибольшее распространение имеют широкополочные балки типов HEA, HEB, HEM, а также нормальные стальные двутавры типа IPE (с параллельными гранями полок) и IPN (с уклоном внутренних граней полок). Данные двутавры производятся согласно нормам DIN 1025, EN 10034. Самые распространённые марки стали, из которых производятся европейские двутавры, — S235JR, S235J0, S235J2, S275JR, S275J0, S355JR, S355J0, S355J2, S355K2, S450J0

Деревянная двутавровая балка
Схема деревянной двутавровой балки

Двутавровая деревянная балка применяется в каркасном домостроении. Применение деревянных двутавровых балок в перекрытиях в каркасном домостроении позволяет:

  • сократить затраты на устройство фундаментов;
  • ускорить сроки строительства;
  • значительно снизить общий вес здания.

По сравнению с использованием простых балок в строительстве, использование двутавровых балок позволяет избежать таких проблем, как усадка, усушка, сдвиги, трещины, скрип готового строения и прочее.

См. также

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.