Колонный двутавр по ГОСТ Р 57837-2017: сортамент и несущая способность
Колонный двутавр по ГОСТ Р 57837-2017 — горячекатаный профиль с параллельными гранями полок, предназначенный для работы преимущественно на центральное и внецентренное сжатие. В отличие от балковых двутавров, колонные сечения оптимизированы по соотношению жёсткостей относительно осей X-X и Y-Y: ширина полки составляет 0,9–1,0 от высоты сечения, что обеспечивает близкие радиусы инерции и устойчивость стержня в обеих плоскостях.
Сортамент колонных двутавров по ГОСТ Р 57837-2017 охватывает диапазон высот от 100 до 400 мм. Профили 20К1–40К3 применяются в каркасах производственных зданий, эстакадах, опорах технологического оборудования и стволах высотных сооружений. Сечения 10К1–18К1 востребованы в малоэтажном строительстве, антресольных этажах и несущих элементах административных зданий.
Геометрические параметры и марки стали
Колонные двутавры поставляются с параллельными гранями полок, что упрощает монтаж фрикционных и болтовых соединений без применения уклонных шайб. Толщина полки в колонных профилях увеличена относительно балок той же высоты — это повышает местную устойчивость свесов при высоких сжимающих напряжениях.
По ГОСТ Р 57837-2017 профили изготавливаются из углеродистых и низколегированных сталей:
- С245, С255, С285 — для конструкций, эксплуатируемых при расчётной температуре до –40 C;
- С345, С345К — для ответственных элементов с повышенными требованиями к хладостойкости;
- С355, С355К — для колонн, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки;
- С390, С440 — для тяжёлых колонн многоэтажных каркасов при ограниченной массе конструкции.
Для конструкций, работающих при температуре ниже –40 C, применяются стали с гарантированной ударной вязкостью KCV при –40 C и –60 C. Выбор марки стали определяется расчётом по СП 16.13330 с учётом климатического района строительства и категории ответственности здания.
Расчётные характеристики колонных профилей
Колонные двутавры 20К1–40К3 имеют соотношение высоты сечения к ширине полки в пределах 0,95–1,05. Это обеспечивает практически равную устойчивость стержня относительно главных осей при свободной длине, одинаковой в обоих направлениях. Момент сопротивления относительно оси Y-Y у колонных профилей в 1,5–2 раза выше, чем у балок той же высоты.
| Профиль | Высота, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса, кг/м |
|---|---|---|---|---|
| 20К1 | 195,8 | 200 | 9,5 | 41,5 |
| 25К1 | 246,4 | 250 | 11,0 | 64,4 |
| 30К1 | 296,4 | 300 | 12,5 | 92,4 |
| 35К1 | 346,4 | 350 | 14,0 | 125,0 |
| 40К1 | 396,4 | 400 | 15,5 | 162,0 |
Предельные отклонения по геометрическим размерам регламентируются классом точности Б — повышенная точность прокатки. Допуск по высоте сечения составляет 2,0 мм для профилей до 300 мм и 3,0 мм для профилей свыше 300 мм. Кривизна профиля не превышает 0,1 % длины, скручивание — 1,0 мм на метр.
Применение в несущих конструкциях
Колонные двутавры ГОСТ Р 57837-2017 используются в следующих типах конструкций:
- колонны одноэтажных производственных зданий с мостовыми кранами грузоподъёмностью до 50 т;
- стойки рамно-связевых каркасов многоэтажных зданий высотой до 30 этажей;
- опоры технологических трубопроводов, эстакад и галерей;
- несущие элементы антресолей, площадок обслуживания и рабочих платформ;
- стволы дымовых труб, флюгерные опоры и мачты связи;
- колонны открытых распределительных устройств и порталы подкрановых путей.
При проектировании колонн из двутавров 20К1–40К3 учитывается гибкость стержня в пределах 60–120 для центрально-сжатых элементов. Для внецентренно-сжатых колонн проверяется устойчивость в плоскости действия момента и из плоскости. Соединение колонн с фундаментом выполняется через опорную плиту с анкерными болтами, сопряжение с ригелями — на фрикционных высокопрочных болтах класса 10.9.
Особенности заказа и поставки
Двутавры колонные поставляются длиной 6, 9 и 12 м, по согласованию — мерной длины до 18 м. Предельные отклонения по длине составляют +40 мм для немерной и 50 мм для мерной продукции. Профили из сталей С345 и выше поставляются с гарантией свариваемости и ударной вязкости при отрицательных температурах.
Маркировка наносится несмываемой краской на торец профиля с указанием номера профиля, марки стали и номера плавки. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с результатами механических испытаний: предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение и ударная вязкость.
Вопросы и ответы
Чем колонный двутавр отличается от балкового?
Колонный двутавр имеет ширину полки, близкую к высоте сечения (0,9–1,0), тогда как у балкового профиля ширина полки составляет 0,5–0,6 высоты. Это обеспечивает колонному профилю большую жёсткость относительно оси Y-Y и равную устойчивость в обеих плоскостях.
Какие марки стали применяются для колонных двутавров?
По ГОСТ Р 57837-2017 применяются стали С245, С255, С285, С345, С345К, С355, С355К, С390 и С440. Выбор марки определяется расчётной температурой эксплуатации и уровнем напряжений в конструкции.
Какая длина профилей поставляется?
Стандартная длина — 6, 9 и 12 м. По согласованию с изготовителем возможна поставка мерных длин до 18 м. Предельные отклонения по длине — +40 мм для немерной продукции.
Для каких конструкций применяются профили 20К1–40К3?
Профили 20К1–40К3 применяются для колонн производственных зданий с мостовыми кранами, стоек многоэтажных каркасов, опор эстакад, стволов дымовых труб и порталов подкрановых путей.
