Описание двутавровой балки: анатомия, размеры, типы, стандарты и руководство по изготовлению

Двутавр представляет собой стальной профиль двутаврового сечения: две параллельные полки, соединенные одной вертикальной стенкой. Это определение в одной строке. Все остальное в рабочем описании — глубина, ширина полки, толщина стенки и полки, марка, длина и прямолинейность — существует потому, что сама по себе форма не говорит заводу, деталировщику или сварщику, что с ней делать.

Большинству людей, ищущих описание двутавровой балки, нужно одно из четырех вещей: простое определение для чертежа или заявки, обозначение размера, которое они действительно могут заказать, способ отличить горячекатаную балку от сварной или краткий контрольный список деталей, которые необходимо проверить перед приемкой стали. В разделах ниже они расположены по порядку и содержат конкретные цифры.

Краткий ответ: опишите двутавровую балку с шестью параметрами — глубиной, шириной полки, толщиной стенки, толщиной полки, длиной и маркой стали. «ИПЭ 300, S355JR, 12 м, EN 10365» — это описание. «Двутавр 200 на 100» — это прозвище.

Что такое двутавр? Определение и анатомия

Двутавровая балка симметрична относительно обеих осей и концентрирует материал в фланцах, где именно изгибающее напряжение является самым высоким. Из-за такого распределения двутавровая балка несет в несколько раз большую изгибающую нагрузку, чем цельный прямоугольный стержень того же веса и глубины — и этот единственный факт объясняет, почему профиль выживает почти в каждой когда-либо построенной стальной конструкции.

Шесть измерений определяют раздел. Они появляются в каждом каталоге мельницы и в каждом достойном описании.

Двутавр, двутавр и широкополка: одно семейство, разные пропорции

«Двутавр» и «Двутавр» — это не два разных продукта. Они описывают одно и то же семейство форм; название обычно говорит о том, насколько ширина фланцев относительно глубины. Глубокий разрез с узкими фланцами выглядит как заглавная буква I, а расширение фланцев вглубь превращает тот же профиль в нечто похожее на заглавную букву H. В нормах и каталогах заводов двум крайностям присвоены разные названия, и именно отсюда происходит большая часть путаницы на чертежах.

По мере расширения фланцев меняются три вещи: поперечная жесткость балки, масса для заданной глубины и детали соединения, которые физически подходят.

Как прочитать обозначение размера двутавровой балки

Обозначение представляет собой код формы плюс одну или две цифры и никогда не является полной спецификацией. W12x26 означает W-образную форму номинальной глубиной 12 дюймов и весом 26 фунтов на фут. ИПЭ 300 означает двутавровый профиль с параллельными полками глубиной 300 мм. ЕВР 200 – это тяжелый широкополочный двутавр глубиной 200 мм. В каждом случае номинальное число близко (но не совсем) к реальному размеру, и вы платите за массу, а не за глубину.

Два правила предотвращают большинство ошибок при заказе. Во-первых, в британских обозначениях указаны номинальная глубина и реальная масса на фут: фактическая глубина только для серии W12 составляет примерно 45 мм, от примерно 303 мм до примерно 348 мм. Во-вторых, в метрических обозначениях глубина указана точно — IPE 300 имеет глубину 300 мм, — но толщину стенок все равно придется смотреть, а два профиля одинаковой глубины могут отличаться по весу почти в три раза.

Стандартные длины, марки стали и допуски

Заказ, в котором указано только «Двутавр, 12 м», означает покупку формы неизвестной прочности, неизвестной прямолинейности и неизвестного оформления документов. Длина, сорт и допуск должны указываться вместе, поскольку именно так завод считывает запрос.

На заводах прокатывают длину до 6 м, 12 м, а иногда и от 15 до 18 м, в то время как на имперских рынках указана длина от 20 до 40 футов. Двенадцать метров — это обычный компромисс между меньшим количеством соединений и ограничениями на автомобильную транспортировку, и именно на эту длину планируется большинство экспортных поставок.

На большинстве чертежей присутствуют четыре класса:

• ASTM A36 — предел текучести 250 МПа, легко сваривается, распространен в Северной Америке для легких каркасов и общего изготовления.
• ASTM A992 или A572 гр. Выход 50 — 345 МПа; A992 — это стандартная марка W-образной формы для каркасов зданий.
• EN 10025-2 S355JR или S355J2 — предел прочности 355 МПа, с суффиксами JR и J2, обозначающими ударную вязкость по Шарпи для эксплуатации в более холодных условиях.
• GB/T 1591 Q355B — распространенная китайская марка, часто имеющая двойную сертификацию EN или ASTM в экспортных проектах.

Большинство споров на месте вызывают три допуска: развал (вертикальный изгиб), стреловидность (горизонтальный изгиб) и скручивание. Типичный предел широкой полки составляет 1/8 дюйма на 10 футов длины, или примерно 0,1 процента, что означает, что 12-метровая балка может по закону прогибаться примерно на 12 мм и при этом проходить. Непрямолинейность фланца и допуск по длине снова являются отдельными пределами. Если балка должна ровно сидеть на опорной плите или совпадать с стыком, укажите класс прямолинейности в заказе, а не ищите его в магазине.

Горячекатаный или сварной? Описание расскажет вам

Описание, в котором говорится «горячекатаная W-образная форма», «IPE» или «HEB», означает, что балка вышла из стана как единое целое. Описание, в котором говорится «сварная пластинчатая балка», «составная балка» или «изготовленное двутавровое сечение», означает, что полки и стенка были вырезаны из пластины и соединены сваркой. Сварное изготовление позволяет получить нестандартную глубину, очень толстые фланцы и отдельные детали длиннее или тяжелее, чем позволяет любая программа прокатки.

Сварные балки переносят контроль качества в цех. Перед прихватыванием стенку необходимо установить под прямым углом к ​​фланцам, необходимо контролировать тепловложение, чтобы тонкие стенки не прогибались, а соединение следует сваривать ровно, балку повернуть так, чтобы сварной шов располагался горизонтально. На длинных соединениях стенки с фланцем поворотный и подвижный шов обычно выполняется с помощью головки под флюсом, перевозимой на каретке. Магазины, которые делают это в больших объемах, движутся в сторону автоматизированная сварка крупных металлоконструкций не только из-за скорости, но и потому, что ручную сварку на стыке длиной 12 м повторить практически невозможно.

Системы сварки колонн и стрел удерживайте головку горелки под фиксированным углом, пока каретка перемещается по длине луча, что в первую очередь делает возможным стабильный шов и предсказуемое поступление тепла.

Система сварки колонны и стрелы SAW для длинных швов Стойка и стрела для сварки под флюсом позволяют точно позиционировать горелку для получения равномерных швов на толстых листах и длинных продольных швах. Просмотреть продукт →

Позиционирование: шаг, который не учитывается в большинстве описаний

Сварка балки на месте подходит для коротких деталей. Для чего-либо тяжелого или чего-либо, что требует сварки над головой, сварную деталь следует повернуть так, чтобы соединение было плоским, и оператор не боролся с силой тяжести. Это проблема позиционирования, а не проблема сварки, и ее обычно решают с помощью позиционера или поворотного устройства, рассчитанного на нагрузку и смещенный центр тяжести.

Два числа определяют машину: масса сварной детали и то, насколько далеко ее центр тяжести находится от центра стола или роликов. Позиционер, рассчитанный на 5 т, удерживающий сварную деталь массой 5 ​​т, центр тяжести которой смещен от центра на 800 мм, испытывает опрокидывающий момент, который не имеет ничего общего с номинальной нагрузкой. Крутящий момент, метод зажима и плоскостность монтажной поверхности должны быть проверены вместе, в идеале перед укладкой первого сварного шва.

Двухколонные сварочные позиционеры для крупных тяжелых изделий Две скоординированные опоры с ЧРП вращения и подъемом с постоянной скоростью для больших, тяжелых или нестандартных заготовок весом до 10–200 тонн. Просмотреть продукт →

Где используются двутавровые балки

Двутавровые балки выбираются везде, где конструкция должна выдерживать изгиб по пролету с наименьшим количеством стали, которая покрывает большую часть застроенной среды.

• Каркасы зданий — балки перекрытия, колонны и антресоли.
• Мосты — стрингеры, поперечные связи и временные конструкции.
• Подкрановые балки, монорельсовые пути и подъемные рамы
• Основания машин, салазки и рамы промышленного оборудования
• Прицепы, шасси и транспортные конструкции
• Внутренние части ветряных турбин — рамы гондол, платформы башен и внутренние опоры.
• Конвейерные порталы, стеллажи и складские конструкции

Работа с ветром показывает, как встречаются две половины производственного цеха. Башня цилиндрическая и поворачивается под неподвижным факелом; внутренние рамы и платформы представляют собой балки и сварены плоско. Предприятиям, обслуживающим эту отрасль, обычно требуются как установка для лучевой сварки, так и ротатор, поскольку круглые секции свариваются при вращающейся заготовке, а горелка остается неподвижной.

Сварочный вращатель 100T с ручным орбитальным перемещением Наладочный вращатель грузоподъемностью 100 тонн с ручным орбитальным перемещением и регулируемыми роликами для плавного вращения цилиндрических заготовок при кольцевой и продольной шовной сварке. Просмотреть продукт →

Что указывать при заказе двутавровой балки

Заказ, включающий эти семь пунктов, редко вызывает вопросы.

Часто задаваемые вопросы о двутавровых балках

Является ли двутавровая балка тем же самым, что и двутавровая балка?

Для практических целей да — оба названия описывают I-образное сечение. Различие заключается в пропорциях: традиционные формы двутавровых балок имеют узкие, иногда конические полки, тогда как формы с широкими полками и двутаврового сечения имеют параллельные полки, ширина которых зависит от глубины. Разница проявляется в боковой устойчивости, пространстве для подключения и весе.

Что означает W12x26?

Это W-образный объект номинальной глубиной 12 дюймов и массой 26 фунтов на фут, около 38,7 кг на метр. Число 12 является номинальным, поскольку реальная глубина секции W12 варьируется в зависимости от серии, поэтому свойства секции всегда следует брать из каталога, а не из названия.

В каком направлении двутавровая балка самая сильная?

Стоя, с фланцами горизонтально. Способность к изгибу резко возрастает с глубиной, поэтому та же балка, уложенная на бок, теряет большую часть своей прочности по сильной оси и зависит от гораздо меньших свойств по слабой оси. Если балка используется в качестве колонны, вместо этого необходимо проверить ее на коробление в обоих направлениях.

Можно ли сварить двутавр?

Да, при условии, что сварка выполнена согласно квалифицированной процедуре. Два момента имеют большее значение, чем сама сварка: углеродный эквивалент марки, который определяет, нужен ли предварительный нагрев для толстых фланцев, и погонная энергия, которая определяет, насколько сильно прогнется полотно. Тонкие паутины и длинные стыки — вот где искажение становится дорогостоящим.

В чем разница между IPE и HEB?

Оба являются европейскими секциями с параллельными полками, но HEB имеет гораздо более широкие полки и более толстые стенки при одинаковой глубине: IPE 300 весит 42,2 кг/м, а HEB 300 весит 117 кг/м. IPE подходит для балок, для которых важна прочность на изгиб и имеется боковая поддержка; HEB подходит для элементов, которые также действуют как колонны, точки подъема или сильно нагруженные опоры.

Если вы помните одно, помните, что описание двутавра — это набор цифр, а не название. Глубина, ширина полки, толщина стенки, толщина полки, длина и сорт — плюс четкое указание того, является ли балка горячекатаной цельной или сваренной из пластины. Разместите эти предметы на чертеже и в заказе на поставку, и ответы на вопросы будут получены за столом, а не в цеху.