Двутавровая балка из стали 3: сортамент, характеристики и применение
Двутавровая балка из стали 3 — горячекатаный профиль с параллельными или наклонными гранями полок, производимый из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст3 (по ГОСТ 380) на сортовых станах. Профиль формируется прокаткой раскалённой заготовки через фасонные калибры, что обеспечивает монолитную структуру без сварных швов и высокую несущую способность при изгибе. Основное назначение — работа в качестве балки на двух опорах или консоли в изгибаемых элементах строительных конструкций.
Сортамент и геометрические параметры
Двутавры из стали 3 выпускаются по ГОСТ 8239 (с уклоном внутренних граней полок), ГОСТ 26020 (с параллельными гранями — нормальные, широкополочные, колонные) и ГОСТ 19425 (специальные). Высота профиля — от 100 до 700 мм, толщина стенки — 4,5–17 мм, толщина полки — 7,2–30 мм. Масса погонного метра — от 9,46 до 138 кг. Для колонных двутавров характерно увеличенное отношение ширины полки к высоте стенки, что повышает устойчивость при центральном сжатии.
| Номер профиля | Высота, мм | Ширина полки, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления Wx, см |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 100 | 55 | 9,46 | 39,7 |
| 20 | 200 | 100 | 21,0 | 184 |
| 30 | 300 | 135 | 36,5 | 472 |
| 40 | 400 | 155 | 57,0 | 953 |
| 60 | 600 | 190 | 108 | 2560 |
Механические свойства стали 3
Сталь 3 (Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп) — углеродистая сталь нормальной прочности с временным сопротивлением 370–490 МПа и пределом текучести 245 МПа при толщине проката до 20 мм. Относительное удлинение — не менее 21 %. Ударная вязкость при температуре –20 C — не ниже 34 Дж/см для спокойной стали. Двутавры из Ст3сп применяются при расчётных температурах до –40 C, из Ст3пс — до –30 C, из кипящей Ст3кп — только в отапливаемых сооружениях.
Области применения
- Каркасы промышленных зданий: колонны, подкрановые пути, балки перекрытий пролётом 6–12 м.
- Мостовые сооружения и эстакады с нагрузками от подвижного состава.
- Опорные рамы технологического оборудования: прессов, компрессоров, дробильных агрегатов.
- Перекрытия многоэтажных зданий с монолитным железобетоном по стальному настилу.
- Усиление существующих конструкций при реконструкции цехов и складов.
- Изготовление сварных двутавровых балок с использованием прокатных профилей как поясов.
Технологичность и сварка
Сталь 3 хорошо сваривается всеми видами дуговой сварки без предварительного подогрева при толщине до 30 мм. Для ответственных конструкций применяют электроды Э42А и Э46А, обеспечивающие равнопрочность с основным металлом. Резка выполняется на пресс-ножницах, газоплазменных машинах или ленточнопильных станках. Механическая обработка — сверление отверстий под болтовые соединения, фрезерование торцов под плотный контакт.
Вопросы и ответы
Чем отличается двутавр из стали 3 от двутавра из низколегированной стали?
Сталь 3 имеет предел текучести 245 МПа, низколегированные стали (09Г2С, 14Г2) — 325–345 МПа. При равной нагрузке двутавр из стали 3 требует большего сечения, но дешевле и проще в сварке.
При какой минимальной температуре можно эксплуатировать балку из Ст3сп?
Ст3сп допускается к работе при расчётной температуре до –40 C. Ниже этого порога применяют стали с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах.
Какой номер двутавра выбрать для пролёта 6 м при равномерной нагрузке 2 т/м?
При нагрузке 2 т/м и пролёте 6 м требуемый момент сопротивления — около 900 см. Подходит двутавр № 40 по ГОСТ 8239 с Wx = 953 см.
Допускается ли сварка двутавров из стали 3 без подогрева?
Да, при толщине элементов до 30 мм сварка выполняется без подогрева электродами Э42А или Э46А. При толщине свыше 30 мм рекомендуется подогрев до 100–150 C.
