Балка двотаврова – це один з найпоширеніших та найефективніших видів металопрокату, який відіграє ключову роль у сучасному будівництві та промисловості. Свою назву вона отримала за формою перетину, що нагадує латинську літеру "I" або українську "Н" (звідси інша назва – Н-подібна балка). Така форма не випадкова – вона забезпечує максимальну жорсткість та міцність на вигин при мінімальній витраті металу порівняно з суцільним квадратом чи колом такого ж розміру. Це робить двотаврові балки ідеальним рішенням для сприйняття значних навантажень, особливо у горизонтальних перекриттях та колонах.
Основні характеристики двотаврової балки
Вибираючи двотаврову балку тут, необхідно враховувати кілька ключових характеристик, які визначають її несучу здатність та сферу застосування:
Висота профілю (Н)
Це відстань між зовнішніми гранями паралельних полиць балки. Висота є основним параметром, за яким маркується балка (наприклад, 20Б1 – балка висотою близько 20 см). Чим вища балка, тим більший момент інерції перетину і, відповідно, вища її стійкість на вигин.
Ширина полиці (В)
Це розмір полиці перпендикулярно осі балки. Співвідношення висоти та ширини полиці визначає тип балки (нормальна, широкополична, колонна).
-
Товщина стінки (s) та товщина полиці (t): Ці параметри впливають на міцність балки на зріз та місцеву стійкість елементів перетину.
-
Довжина балки: Стандартна довжина може бути від 4 до 12 метрів і більше.
-
Марка сталі: Визначає механічні властивості балки – межу текучості, тимчасовий опір. Для двотаврових балок використовують конструкційні сталі різної міцності (наприклад, Ст3, 09Г2С, S235, S355). Вищий клас міцності дозволяє використовувати балку меншого перетину для того ж навантаження.
-
Спосіб виготовлення: Двотаврові балки можуть бути гарячекатаними (виготовляються на прокатних станах з нагрітої заготовки) або зварними (зварюються з трьох листів сталі – стінки та двох полиць). Гарячекатані балки зазвичай мають вищу точність геометрії та однорідність структури. Зварні балки дозволяють отримувати нестандартні розміри та комбінувати марки сталі для стінки та полиць.
Типи двотаврових балок за сортаментом
Залежно від співвідношення висоти та ширини полиці, а також призначення, двотаврові балки поділяються на кілька типів згідно зі стандартами (ДСТУ, ГОСТ, EN):
-
Нормальні (Б): Мають стандартне співвідношення ширини полиці до висоти (наприклад, 20Б1, 30Б2). Найпоширеніший тип для балок перекриттів та інших згинальних елементів.
-
Широкополичні (Ш): Мають значно ширшу полицю порівняно з нормальними балками тієї ж висоти (наприклад, 20Ш1, 30Ш2). Використовуються як балки перекриттів з великими прольотами або як елементи каркасів, де потрібна більша стійкість.
-
Колонні (К): Мають майже квадратний перетин – ширина полиці приблизно дорівнює висоті (наприклад, 20К1, 30К2). Призначені переважно для використання як колони, що працюють на стиск, оскільки така форма забезпечує високу стійкість до втрати стійкості (вигинання) у двох площинах.
-
Спеціальні: Існують також інші типи балок для специфічних застосувань, наприклад, монорейкові балки (М) для підвісних шляхів або балки для шахтних кріплень (С).
Застосування двотаврових балок
Завдяки своїм унікальним характеристикам, двотаврові балки знаходять широке застосування у різних галузях:
-
Промислове та цивільне будівництво: Основний елемент каркасів будівель (колони, балки перекриттів), мостових конструкцій, естакад, тунелів. Вони дозволяють створювати міцні та довговічні конструкції з великими прольотами без проміжних опор.
-
Машинобудування: Використовуються як несучі елементи рам верстатів, підйомно-транспортного обладнання (кранів, тельферів), пресів.
-
Вагонобудування: Елементи рам вантажних вагонів, пасажирських вагонів.
-
Естакади та опори: Для трубопроводів, ліній електропередач.
-
Приватне будівництво: При реконструкції будівель для підсилення перекриттів, при будівництві гаражів, майстерень, навісів з великими прольотами.
Вибір балки для проєкту
Вибір конкретного типу та розміру двотаврової балки для проєкту здійснюється на основі статичного та динамічного розрахунку навантажень відповідно до будівельних норм та правил. Інженер визначає необхідні характеристики балки (висоту, ширину полиці, товщину стінки, марку сталі) для забезпечення її міцності, жорсткості та стійкості під дією всіх можливих навантажень. Використання балки меншого перетину або нижчого класу міцності, ніж передбачено розрахунком, є неприпустимим і може призвести до аварійних ситуацій. Надійність та безпека конструкції мають бути пріоритетом.
При купівлі двотаврових балок важливо звертати увагу на відповідність фактичних розмірів та марки сталі даним у супровідних документах (сертифікатах якості). Перевірка геометричних параметрів (висота, ширина полиці, товщина стінок) та наявності візуальних дефектів (корозія, деформація) є важливим етапом приймання товару.
Двотаврова балка – це не просто шматок металу, а інженерний елемент з чітко визначеними характеристиками. Розуміння цих характеристик та їхнього впливу на несучу здатність конструкції є фундаментальним для правильного проєктування та безпечного будівництва.