Широкополочная двутавровая стальная балка: сортамент и технические характеристики
Широкополочный двутавр разновидность фасонного проката с H-образным поперечным сечением, у которого ширина полки сопоставима с высотой профиля. В отличие от нормальных двутавров (например, по ГОСТ 8239), широкополочные балки обладают повышенной несущей способностью при работе на изгиб в двух плоскостях и на кручение. Профиль формируется на универсальных станах горячей прокаткой или сваркой из низколегированных и углеродистых сталей.
Геометрия сечения характеризуется параллельными гранями полок, что упрощает монтаж фрикционных и болтовых соединений без применения уклонных шайб. Сортамент регламентируется ГОСТ Р 57837-2017, а также европейскими стандартами EN 10034 и EN 10365. По точности прокатки изделия подразделяются на классы А и Б, по длине на мерную, кратную и немерную.
Конструктивные особенности и сортамент
Основные геометрические параметры широкополочного двутавра высота сечения h, ширина полки b, толщина стенки s и толщина полки t. Для колонн и стоек применяются профили с соотношением b/h от 0,66 до 1,0, обеспечивающим равнопрочность при продольном изгибе относительно обеих осей. Для ригелей и прогонов используются более узкие сечения с b/h около 0,5.
Типовой диапазон размеров: высота от 100 до 1000 мм, ширина полки от 50 до 400 мм, толщина стенки от 4,5 до 25 мм. Масса погонного метра варьируется от 9,2 до 400 кг. По условиям поставки балки делятся на:
- горячекатаные по ГОСТ Р 57837-2017 (аналог колонных профилей HEA, HEB, HEM);
- сварные с продольным швом под флюсом для нестандартных сечений;
- с термоупрочнением для повышения предела текучести до 390440 Н/мм.
Для ответственных конструкций применяются стали марок 09Г2С, 14Г2АФ, 15ХСНД с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах до 70 C. Обычные конструкции выполняются из стали С245 и С255 по ГОСТ 27772-2015.
Механические свойства и расчетные параметры
Несущая способность широкополочной балки определяется моментом сопротивления сечения Wx и Wy, а также радиусом инерции ix и iy. Для колонн высотой до 6 м критическим параметром является гибкость относительно слабой оси, поэтому предпочтительны квадратные сечения с b/h близким к единице.
Расчетные сопротивления для проката из стали С245 составляют 240 МПа при толщине до 20 мм и 230 МПа при толщине от 20 до 40 мм. Для низколегированных сталей типа 09Г2С расчетное сопротивление достигает 290305 МПа в зависимости от толщины полки.
| Обозначение профиля | Высота, мм | Ширина полки, мм | Масса 1 м, кг | Wx, см |
|---|---|---|---|---|
| 20Ш1 | 194 | 150 | 31,0 | 193 |
| 25Ш1 | 244 | 175 | 41,5 | 320 |
| 30Ш1 | 294 | 200 | 54,0 | 495 |
| 35Ш1 | 338 | 250 | 75,0 | 771 |
| 40Ш1 | 388 | 300 | 96,0 | 1140 |
Области применения в промышленном строительстве
Широкополочные двутавры используются в качестве несущих элементов каркасов производственных зданий, многоэтажных сооружений, ангаров и логистических комплексов. Профили с широкой полкой применяются для изготовления колонн, подкрановых балок, фахверковых стоек и связевых элементов.
В мостостроении двутавры применяются для пролетных строений автодорожных и пешеходных мостов, а также в конструкциях эстакад и путепроводов. В энергетическом машиностроении профиль используется для рам турбоагрегатов, опорных конструкций котлов и газотурбинных установок.
В горнодобывающей отрасли широкополочные балки востребованы для крепи стволов шахт, рам перегружателей и опор ленточных конвейеров. В судостроении профиль применяется для набора корпуса и палубных перекрытий. Для агрессивных сред предусмотрена поставка с цинковым или лакокрасочным покрытием, наносимым методом горячего цинкования или безвоздушного распыления.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем широкополочный двутавр отличается от колонного профиля?
У широкополочного двутавра ширина полки составляет от 0,5 до 1,0 высоты сечения, у колонного профиля (типа HEA, HEB) от 0,66 до 1,0. Колонные профили имеют более толстые полки и стенку при той же высоте, что обеспечивает большую несущую способность при продольном изгибе.
Какие стали применяются для изготовления широкополочных балок?
Для обычных условий эксплуатации применяются стали С245, С255, С345 по ГОСТ 27772-2015. Для конструкций, работающих при низких температурах до 70 C, используются низколегированные стали 09Г2С, 14Г2АФ, 15ХСНД с гарантированной ударной вязкостью.
Какой нормативный документ регламентирует сортамент широкополочных двутавров?
Основным документом является ГОСТ Р 57837-2017 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Также применяются европейские стандарты EN 10034 и EN 10365 для профилей, поставляемых по импорту.
Возможна ли поставка балок немерной длины?
Да, поставка немерной длины допускается в пределах от 6 до 18 м. По согласованию с изготовителем возможна поставка мерной и кратной длины с припуском 50 мм на каждый рез.
