Двотавр дерев'яний, алюмінієвий: момент інерції, опору широкосмугового і колонного двотавру

1. Основні характеристики двотаврових балок
2. Умови зберігання дерев'яних балок
3. переваги двотавру
4. Виробництво металевих двотаврових балок
5. Який двутавр вибрати: дерев'яний або металевий?
6. Детальніше про деяких різновидах двотавру
7. Розрахунок балок перекриттів

У сучасному світі з'явилося безліч будівельних матеріалів на будь-який смак і гаманець. Кожен споживач може вибрати з них відповідний, виходячи з власних потреб і переваг. Але незмінно протягом довгого часу особливою популярністю користується двутавр дерев'яний і його металеві побратими (наприклад, алюмінієвий двутавр). Варто розібратися, в чому ж криється секрет.

Основні характеристики двотаврових балок

Різноманітність двутавров не таке велике, як у деяких інших матеріалів, але все ж існують основні параметри, за якими слід вибирати необхідний номер цього профілю:

• розмір і площа двотаврового перетину;
• вага одного погонного метра;
• осьової момент опору двотавру щодо головних осей;
• осьової момент інерції двутавра;

Цей показник більше, тижні у інших балок прямокутної, квадратної форми, що збільшить загальний опір конструкції до згинаючих навантажень.

• статичний момент інерції двутавра;
• радіус інерції.

Ці характеристики можна знайти в довідкових таблицях. Крім того, існують спеціальні формули і програми для розрахунків.

Дозволені навантаження на дерев'яні двотаврові балки: поперечна сила max 11,0 кН / м; вигинає момент max 5,0 кН / м (відповідно до ГОСТ 20850).

Строго заборонено скидання балок при навантаженні / транспортуванні / розвантаження.

Транспортування дерев'яного двотавру повинна здійснюватися тільки в критих автомобілях або за допомогою залізничного транспорту. Так матеріалу буде забезпечена необхідна захист.

Умови зберігання дерев'яних балок

По-перше, балки повинні бути розсортовані за розміром. По-друге, при зберіганні слід уникати провисання і залишкової деформації. Для цього, двотаврові балки необхідно розмістити на дерев'яних прокладках штабелями. По-третє, слід вкривати матеріал від опадів або ж зберігати в закритому приміщенні, так як дерево не стійке до несприятливих зовнішніх впливів.

переваги двотавру

Застосування двутавра в різних конструкціях

Двотавр це профіль Н-подібної форми з металу або дерева. Застосовується для зміцнення конструкцій при створенні опалубки; необхідний він для перекриттів, стін.

Найчастіше двотаврові дерев'яні балки використовують при будівництві каркасних будинків. Цей матеріал дає наступні переваги:

• високу питому міцність всієї конструкції, довговічність за рахунок ребра жорсткості з багатошарового шпону або плит OSB;
• універсальність в застосуванні;
• на відміну від аналогічних матеріалів, двутавр при правильному монтажі ніколи не буде скрипіти;
• відсутність усадки, усушки, зрушень і тріщин в конструкції (знову ж, при дотриманні всіх умов установки);
• порівняно невелику вагу перекриттів, що значно спростить монтаж і продовжить термін експлуатації;
• скорочення витрат на влаштування фундаменту.

Виробництво металевих двотаврових балок

Існує два основних способи виробництва металевих балок: зварений двутавр і гарячекатаний. Зварений виготовляють шляхом зварювання. Такий метод використовується для отримання балок з розмірами від 60 мм і більше. Гарячекатаний виробляють із сталевої заготовки шляхом гарячої прокатки (балки з розміром до 60 мм).

Переваги такого матеріалу, як зварений двутавр:

• зменшення маси конструкції на 10% (якщо порівнювати з гарячекатаних двотаврів) завдяки оптимальному підбору складеного перерізу балки;
• можливість використання в перерізі балки різних типів металу полиць, стінок;
• можливість виробництва несиметричних перетинів;
• мінімізація відходів.

Основні етапи виготовлення двутавра:

1. Розкрій штіпса.
2. Виправлення штіпса.
3. Збірка балок.

Який двутавр вибрати: дерев'яний або металевий?

Дерев'яні балки найчастіше - більш економічний варіант. Вони прості у виробництві і монтажі, мають низьку теплопровідність, ніж сталеві або залізобетонні.

Мінуси дерева: порівняно менша механічна міцність (а значить, будуть потрібні балки з великим перетином); низька пожежостійкість; можливість ураження мікроорганізмами і пошкодження матеріалу комахами (потрібна ретельна обробка антипіренами і антисептичними препаратами).

Двотавр металевий має цілий перелік переваг, але він досить дорогий. По-перше, металевими балками можна перекривати великі прольоти з серйозним навантаженням. По-друге, сталь не горить, стійка до біологічних пошкоджень.

У разі пожежі балки з металу почнуть плавитися і гнутися. Тому їх потрібно покрити теплоізоляцією і базальтовими плитами.

Є й невеликий недолік: метал може покритися корозією. Але з цим легко впоратися, варто лише скористатися захисними покриттями, яких більш ніж достатньо в продажу.

Який саме з матеріалів краще вибрати, вирішувати вам. Уважно проаналізуйте вищенаведені переваги і недоліки обох, адже будуєте свій будинок ви не на один рік. Крім іншого, можете звернути увагу і на залізобетонний двутавр. Він також досить гарний і надійний.

Детальніше про деяких різновидах двотавру

Алюмінієвий двутавр має високу ступінь міцності, зазвичай виготовляється зі сплавів АД31 (для будівництва будинків) або 1915 (підвищена міцність). Варто зупинити вибір саме на ньому, якщо у вас є мета побудувати максимально полегшену конструкцію. Крім іншого, алюміній екологічний і стійкий до корозії.

По розташуванню полиць існують два підвиди алюмінієвого двутавра: з паралельними гранями і з ухилом граней.

По довжині балки: двутаври з мірної довжиною, з кратної мірної довжиною і немірної довжиною. Довжина алюмінієвої балки зазвичай в діапазоні від 1 до 6,7 п.м.

За точністю виробництва алюмінієвий двутавр роблять звичайної, підвищеної і високої точності (в залежності від області застосування).

розрізання двотавру

Станом матеріалу існують балки: що не піддавалися термічній обробці; відпалені (М); загартовані, зістарені природно або штучно (Т, Т1); повністю загартовані, зістарені природно або штучно (Т4, Т5).

Основні види використовуваного покриття: анодируване (Ан); лакофарбове рідке (ЖЛ); рідке електрофорезне (Ре); полімерне порошкове (П); двошарове комплексне (К).

Також існує класифікація за умовами застосування: нормальні (Б); колонні (К); широкополочні (Ш); необхідні на будівництві підвісних шляхів (М) і для армування шахтних стволів (С).

Двотавр - металоконструкція, що має велику товщину полиць, завдяки чому її можна використовувати як несучий елемент будівлі. Проводиться зі сталі методом проката.Такіе колони найчастіше ставлять в прольоти значних розмірів і при високих кранових навантаженнях. Цей тип балок вельми популярний, так як має високу міцність, але в деяких випадках його доцільно замінити широкополковий. У порівнянні з іншими двотавровими балками, двутавр колонний найважчий і зносостійкий.

Широкополковий двутавр - несуча балочна конструкція з металевим профілем, довгими гранями полиць, які паралельні один одному, і перетином. Виходячи з числа прольотів в будівлі, використовуються наступні широкополочні двотаврові балки:

• розрізні. Вони монтуються на один проліт. Має полегшена вага, співвідношення висоти і ширини 1: 1;
• нерозрізні. Відповідно, монтуються на кілька прольотів відразу. Висота і ширина співвідносяться як 1: 2,5 - 1: 1,16.

Збільшена ширина полиць гарантує підвищену стійкість цього різновиду двутавра. Саме тому, його можна монтувати як самостійний елемент, який не потребує додаткових деталей. Це допомагає зменшити обсяг необхідної роботи, а також скоротити витрати.

Швелер двотавр - це виріб зі сталі, що має П-подібну форму. Виготовляється з листового прокату, використовується для додання стійкості і міцності конструкції.

Виходячи з вимог ГОСТУ, максимальне відхилення ширини (висоти) не повинно бути більше 3 мм, максимальне відхилення довжини 100 мм. Кривизна - не більш 0,2% від його довжини, граничне відхилення в масі 6%.

Швелер двотавр дозволяє зміцнити несучі конструкції, перекриття, завдяки можливості працюють на вигин. Зараз існує величезний асортимент типорозмірів швелера для різних сфер застосування.

Цей матеріал більш затребуваний при будівництві будівель, де необхідна збірка цілісних каркасів, пристрій міжповерхових перекриттів, армування стін.

Підіб'ємо невеликий підсумок. Основні переваги алюмінієвого двутавра:

• висока жорсткість, хороша міцність при порівняно невеликій вазі. Якраз за рахунок жорсткості ці вироби набагато міцніше аналогів. Наприклад, виходячи з розрахунків, квадратний профіль з таким же перетином в сім разів слабкіше.
• симетричне перетин є найбільш вигідним типом перетину, так як навантаження від вигину розподіляється по ньому найкраще.
• довговічність, стійкість. Нанесення різноманітних антикорозійних покриттів сприяє збереженню якості алюмінієвого двотавру на довгі роки. Він здатний витримати як низьку, так і високу температуру, стійкий до механічних впливів зовнішнього середовища.

Розрахунок балок перекриттів

При розрахунку перетину дерев'яної балки потрібно враховувати власну вагу конструкції (становить приблизно 190-220 кг / м2), експлуатаційну (тимчасову) навантаження (200 кг / м2). Балки перекриттів укладаються за коротким перетину прольоту. Бажаний крок монтажу двотавру дорівнює кроку установки стійок каркаса.

Таблиця зі значеннями перетину балок

Для того, щоб підрахувати мінімальну і оптимальний перетин дерев'яних перекриттів можна скористатися спеціальними програмами і таблицями.

При самостійному будівництві, в розрахунках слід враховувати, що у металевій балки є шарнірні опори (кінці нефіксовані). Навантаження на перекриття зі сталевим Двотавр із урахуванням власної ваги слід розраховувати 350 (без стяжки) - 500 (зі стягуванням) кг / м2.

Оптимальний крок між двотавровими сталевими балками становить 1 метр. Для економії можна збільшити крок до 1,2 м, але не більше, інакше конструкція втратить свою твердість і міцність. Ви можете знайти таблицю, яка допоможе у виборі номера балок при різних кроках і довжині прогону.

При використанні залізобетонних балок не забувайте про наступні основні правила:

• висота балки повинна бути більше 1/20 від довжини отвору;
• ширина балки повинна співвідноситися з її довжиною як 5: 7;
• армування балки має проводитися з використанням 4 прутків арматури d12-14 мм (як мінімум), по два зверху і знизу;
• бетонувати слід без перерв, щоб попередні порції розчину не встигли схопитися перед укладанням наступних.

Провести правильний розрахунок двотаврових балок для будівництва не так вже й просто, навіть при наявності спеціалізованих програм. Тому, якщо ви новачок в цій справі, не ризикуйте, а краще зверніться до кваліфікованих фахівців. Вони допоможуть в підрахунку, а також роз'яснять всі тонкощі застосування двутавра. Успіхів вам у нелегкій, але такій приємній справі як зведення власного будинку.