Низколегированные балки Ш1 по ГОСТ 26020-83: двутавр с параллельными полками
Балка Ш1 по ГОСТ 26020-83 — это двутавровый профиль с параллельными гранями полок, относящийся к серии «Ш» (широкополочные). При изготовлении из низколегированной стали (09Г2С, 14Г2, 15ХСНД, 10Г2С1) профиль сочетает геометрию широкополочного двутавра с повышенными прочностными характеристиками проката. Номер 1 в обозначении соответствует высоте стенки 100 мм при ширине полки 100 мм, толщине стенки 4,5 мм и толщине полки 7,2 мм. Погонная масса — 9,46 кг/м, площадь поперечного сечения — 12,04 см.
Применение низколегированной стали вместо Ст3сп для балки Ш1 обеспечивает предел текучести не ниже 325–355 МПа против 245 МПа у углеродистой стали, что позволяет снизить металлоёмкость конструкций на 15–25 % без потери несущей способности. Профиль сохраняет свариваемость при ручной дуговой, механизированной и автоматической сварке под флюсом.
Сортамент и геометрические параметры
ГОСТ 26020-83 нормирует для балки Ш1 следующие размеры и справочные величины:
| Параметр | Значение | Допуск | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Высота профиля h | 100 | 2,0 | мм | по ГОСТ 26020-83 |
| Ширина полки b | 100 | 2,0 | мм | параллельные грани |
| Толщина стенки s | 4,5 | 0,5 | мм | — |
| Толщина полки t | 7,2 | 0,6 | мм | — |
| Площадь сечения A | 12,04 | — | см | справочная величина |
| Момент инерции Ix | 371 | — | см | относительно оси X |
| Момент сопротивления Wx | 74,2 | — | см | для расчёта на прочность |
Марки низколегированной стали для балки Ш1
- 09Г2С — предел текучести 325–345 МПа, рабочая температура от –70 C до +425 C, применяется в несущих конструкциях мостовых кранов и эстакад.
- 14Г2 — предел текучести 325–355 МПа, используется в сварных балках перекрытий промышленных зданий.
- 15ХСНД — атмосферостойкая, предел текучести 345–390 МПа, для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивной среды.
- 10Г2С1 — предел текучести 335–355 МПа, для ответственных металлоконструкций с ограничением по хладостойкости.
- 16ГС — предел текучести 265–325 МПа, для сосудов и аппаратов, работающих под давлением.
Области применения
Балка Ш1 из низколегированной стали применяется в качестве несущего элемента в следующих системах и конструкциях:
- Каркасы промышленных зданий с крановыми нагрузками до 20 т — подкрановые пути, тормозные балки.
- Пролётные строения мостов и путепроводов при расчётной температуре до –60 C.
- Опорные рамы технологического оборудования: дробильно-сортировочных комплексов, прессов, компрессорных установок.
- Эстакады трубопроводов и кабельные лотки в нефтегазовой и химической промышленности.
- Металлоконструкции антенно-мачтовых сооружений и опор ЛЭП.
Технические особенности и свариваемость
Низколегированная сталь в составе балки Ш1 содержит марганец (1,3–1,7 %), кремний (0,5–1,1 %) и микродобавки. Углеродный эквивалент Cэкв не превышает 0,45 %, что обеспечивает свариваемость без предварительного подогрева при толщине полки до 10 мм. Для сварных соединений рекомендуется применять электроды Э50А и сварочную проволоку Св-08Г2С. Термическая обработка после сварки не требуется при условии соблюдения режимов подвода тепла.
Профиль поставляется длиной 6–12 м, кривизна не превышает 0,2 % длины. Косина реза не более 3 мм. Балка Ш1 из низколегированной стали соответствует требованиям по ударной вязкости KCU не менее 34 Дж/см при температуре –40 C.
Вопросы и ответы
Какие марки стали допускаются для балки Ш1 по ГОСТ 26020-83?
Стандарт не ограничивает марку стали, но для низколегированного исполнения применяют 09Г2С, 14Г2, 15ХСНД, 10Г2С1, 16ГС. Выбор определяется расчётной температурой и агрессивностью среды.
Чем отличается балка Ш1 от балки Б1?
Балка Ш1 имеет параллельные грани полок и относится к широкополочной серии, балка Б1 — с уклоном внутренних граней полок. При одинаковой высоте 100 мм Ш1 обладает большей шириной полки и моментом инерции.
Какой предельный изгибающий момент выдерживает балка Ш1 из стали 09Г2С?
При расчётном сопротивлении Ry = 325 МПа и моменте сопротивления Wx = 74,2 см предельный изгибающий момент составляет около 24,1 кНм без учёта пластических деформаций.
Нужна ли термообработка сварных швов балки Ш1 из низколегированной стали?
При Cэкв 0,45 % и толщине полки до 10 мм термообработка не требуется. Для конструкций, работающих при температуре ниже –40 C, рекомендуется контроль сварных соединений неразрушающими методами.
