Балки нужны для создания перекрытий между этажами и кровлей, равномерного распределения «верхней» нагрузки на опоры, в роли которых могут выступать стены, колонны.
В этой статье расскажем, какими бывают металлические балки и для чего применяют конструкции разного типа.
Какими бывают металлические балки
Металлическая балка – это стальной профиль сложной формы, которая имеет несколько вариантов сечения:
- швеллер (профиль в форме буквы П);
- тавр (профиль в форме буквы Т);
- двутавр (профиль в форме буквы Н).
В строительстве наиболее востребованы двутавровые стальные балки перекрытия. Их используют при строительстве домов, крупных торговых центров, мостов, применяют для армирования (укрепления) шахтных стволов, в автомобилестроении, вагоностроении. Это самая прочная металлическая балка перекрытия: она в 30 раз жестче и в 7 раз прочнее профиля квадратного сечения.
Швеллер уступает двутавру по прочности. Чаще всего он используется при строительстве каркасных зданий, легких «временных» сооружений (сцен, торговых павильонов), усиления стен, кровли, бетона.
Тавр в строительстве используется реже. Он применяется как стыковочный элемент в автомобилестроении, вагоностроении, авиационной промышленности, при изготовлении мебели, для дополнительного укрепления оконных и дверных проемов.
Классификация балок перекрытия
Балки классифицируются по нескольким параметрам, значимость которых зависит от технических требований и поставленной задачи:
- Способ изготовления – горячекатаные или сварные. Первые получают путем прокатки заготовки на специальных станках, вторые изготавливают при помощи автоматической электросварки. Разница состоит в том, что в первом случае высота балки может иметь только ограниченные размеры (высоту, ширину полок, длину). Сварные балки могут быть любых размеров, а при их изготовлении отходы металла минимальны. Кроме того, такой способ производства допускает использование разных сталей для сварки полок и стенок (бистальные балки).
- Назначение детали – они могут быть нормальными, широкополочными (если предполагаются сильные поперечные нагрузки, то есть такой вид двутавра нужен при повышенных изгибных нагрузках) или колонными, в которых толщина стенок увеличена, что создает дополнительное преимущество по прочности и жесткости.
- Геометрические параметры . Высота, ширина, длина – здесь тоже все зависит от задачи.
Еще один важный параметр – марка и тип стали. От того, из какой стали изготовлена балка, будут зависеть ее технические характеристики: жесткость, прочность, устойчивость к коррозии.
Процесс изготовления металлических балок
Металлическая балка изготавливается из легированной стали.
В зависимости от способа изготовления (прокатный или сварной) отличается процесс производства.
В обоих случаях есть проектно-расчетный этап. Рассчитываются предельные нагрузки, прочность, жесткость, геометрические параметры, требования к материалу. В конце делаются чертежи.
Производство сварных балок перекрытия
Процесс состоит из нескольких стадий:
- Из металлического листа при помощи лазера, газового или плазменного оборудования вырезают заготовки будущих деталей. На этой стадии берутся пробы металла, которые подтверждают соответствие характеристик расчетным требованиям.
- На фрезерных станках с продольных торцов заготовок снимаются фаски, разделываются кромки сварных швов.
- На стадии сборки детали помещают в специальное оборудование, которое зафиксирует части будущей балки друг относительно друга. Компания «Новаметалл» использует для сварки автоматы – это гарантирует высокое качество сварных швов при массовом производстве.
- На стадии правочных работ проверяется соответствие детали заданным характеристикам. Если обнаруживается отклонение, деталь поступает на правочный стан, где исправляются деформации, возникшие при сварке.
После этого балка может быть дополнительно обработана на дробеструйной установке, которая собьет всю окалину и шлаки, образовавшиеся на детали.
Производство горячекатаных балок
Метод горячей прокатки заключается в постепенной деформации заготовки (чаще всего это блюм прямоугольного сечения) в Н-образный профиль. Это происходит за счет обжатия парами приводных роликов, соединенных в прокатную клеть. Эти клети и создают линию прокатного стана, где металл приобретает конечную форму.
Как это работает:
- Заготовка для будущей балки нагревается до температуры больше 1000 °C, чтобы металл стал пластичным.
- Разогретая деталь при помощи вращающихся роликов затягивается в калибры.
- Металл сжимается и принимает необходимый вид.
Именно предварительное нагревание детали и дало название этой технологии.
Оба способа обеспечивают возможность изготавливать балки, сделанные из разных сортов стали, несимметричные детали, получать изделия нужного сечения. Это гарантирует, что конечный продукт окажется высокого качества и будет соответствовать заданным требованиям.
Каталоги упомянутых в статье материалов:
Подписывайтесь на канал, если хотите знать о металлургии и металлических изделиях еще больше.
«Новаметалл Трейд» – один из ведущих производителей металлопроката и металлических изделий в России. На рынке с 2010 года.