Сварка двутавровых балок между собой

Сварка двутавровых балок

Балочные двутавры стандартных размеров производят в промышленных объемах, по индивидуальным чертежам изготавливают небольшие партии. Сварная балка состоит из трех элементов: двух стенок и промежуточного пояса. Она изготавливается из марочного листового проката, используется в высокопрочных металлоконструкциях. При небольших металлозатратах получаются надежные конструкции, выдерживающие разнонаправленные нагрузки за счет ребер жесткости.

Область применения

Быстровозводимые здания и сооружения создают с опорными и несущими металлическими каркасами, из них делают перекрытия, фермы. При использовании сварных двутавровых балок снижается вес строений, для них не нужен мощный фундамент.

Сварной двутавр характеризуется высокой прочностью, долговечностью, не подвержен усталостным разрушениям. Он применяется в тяжелом машиностроении, из него делают элементы, испытывающие большое давление, работающие на разрыв.

В отличие от двутавровых катанок, сварные не ограничены в размерах. Сваркой полос получают балки любого сечения и длины. Архитекторы не ограничены в полете фантазии.

В процессе изготовления двутавровых профилей образуется мало отходов. Их можно делать с полками и стенками из разных марок стали: в местах минимальных напряжений используют углеродистую сталь или перфорированные стальные листы, нагруженные части делают из легированного проката.

Виды металлических сварных балок

Налажено непрерывное производство двутавров различного назначения. По стандарту выделяют несколько видов балок двутаврового сечения:

  • с небольшой длиной полок по отношению к перегородке, они применяются для подвесных путей, перекрытий, укрепления шахтных выработок;
  • с пропорциональным размером перегородки и полок, они применяются при возведении опорных каркасов, армирования декоративных колонн.

По точности изготовления бывают двутавровые профили двух видов: обычные и высокоточные.

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

Мелкие партии делают с применением электродуговой или аргоновой сварки в зависимости от марки металла, его способности свариваться.

Для изготовления сварных балок промышленным способом применяются специальные сварочные линии. Для защиты ванны расплава от окисления применяют флюсы.

Сварка балки в автоматическом режиме схожа с ручным изготовлением двутавра. Основные технологические этапы:

  1. раскрой листового проката на полосы необходимой ширины на терморезке с программным управлением, средняя скорость раскроя 1 м/мин.
  2. фрезерование торцов на торцефрезерных станках сокращает зазор стыка между стеной и полкой, улучшает качество сварки;
  3. процесс сборки двутавра осуществляется с большой скоростью на специальном станке, ленты металла фиксируют прижимные приспособления с гидравлическими усилителями; сначала делается т-образный стык, затем присоединяется вторая стенка; такую конструкцию удобно сваривать;
  4. сварные работы проводятся на автоматах портального типа двух видов: а) наклоненными электродами неглубоко проваривают сразу два шва; б) шов в «лодочку» создается поэтапно: сначала с одной стороны двутавровой перегородки, затем с другой; металл проваривается на большую глубину;
  5. завершающий этап – правка двутавровой балки на специальных роликах, устраняются небольшие перекосы, возникшие во время сборки и сварки профиля.

Производительность комплексных линий высокая, швы получаются прочные, процент брака невысокий.

Возможные дефекты

Во время сварки двутавровой балки из-за несоблюдения технологии возникает кристаллизация стали от высокой температуры. Из-за расхождения по фазам в металле возникают внутренние напряжения. Снижается прочность и жесткость, увеличивается риск корродирования.

При сварке стальных листов возможны и другие дефекты:

  • нарушение формы шва отклонение от формы наружных поверхностей или геометрии стыка;
  • прожоги, когда расплав вытекает из ванны, образуются дырки в шве;
  • подрезы – канавки вдоль границы соединения;
  • трещины, образующие в местах разрыва шва;
  • шлаковые или вольфрамовые включения в диффузионном слое, при высокой скорости сварки образуются тугоплавкие оксиды.

Металлоизделия с дефектами ненадежные, они не выдержат большой нагрузки на изгиб, кручение. Их отбраковывают и проваривают снова, если это возможно.

Сварка двутавровых балок между собой

Монтаж балочных металлоконструкций предусматривает соединение двутавров встык или под углом. Для усиления соединений используют металлические накладки – прямоугольники, вырезанные из листового проката.

Сварка балок встык проводится после обработки торцов. На них делают угловые скосы, чтобы шов хорошо проварился. Дополнительно на каждую из сторон стенок и обе полки обязательно крепят накладки, их приваривают для укрепления и защиты соединительного шва. При таком соединении несущая конструкция из двутавровых балок после сварки не снижается.

Под углом двутавры соединяют так, чтобы второстепенный опирался на главный. В верхней полке главного вырезают равнобедренный треугольник с вершиной в 90°. Его место займет аналогичная вставка второстепенного двутавра, срезы должны плотно прилегать друг к другу. Нижняя полка срезается на ½ ширины так, чтобы срез упирался в полку главной двутавровой балки. Сварка проводится заподлицо. Усиливается соединение нижней накладкой.

Второстепенный швеллер приваривается к опорному двутавру под углом 90°. Сначала стыкуют верхнюю полку швеллера с балочной полкой, срезая их под углом 45°. Нижние полки соединяются так, чтобы швеллер упирался в стенку двутавровой балки, лишнее срезается. Затем наваривается нижняя укрепляющая накладка.

В горизонтальном положении сварку проводить легче. Продольная ось искривляется минимально. При вертикальной сварке возможен прогиб поперечин, поэтому проводят разметку всех ребер жесткости.

Накладки для сварки двутавра выкраиваются в форме ромба, размещаются симметрично продольной оси. Обвариваются косыми швами по всему периметру. Накладки концентрируют напряжение у швов, компенсируя изменившуюся после сварки форму сечения.

Двутавровые балки рассчитывают на большую нагрузку. При работе с ними необходимо придерживаться разработанной технологии. Она учитывает распределение усилий по направляющим. Качественно выполненные сопряжения – залог долгой эксплуатации металлоконструкций.

Соединение двутавровых балок

Череповецкий завод металлоконструкций занимается проектированием, изготовлением и доставкой изделий. В данной статье рассмотрим понятие двутавровых балок, технологии работы с ними и особенности применения.

Двутавровая балка – это металлический прокат Н-образного сечения, который отличается особой прочностью и жесткостью. Изделие подходит для применения в возведении жилых и нежилых зданий, тоннелей и других сооружений с высокими нагрузками.

Двутавровые балки, используемые в строительстве, должны быть практически одинаковой прочности с телом металлопроката. Изготавливаются двутавры в соответствии с требованиями ГОСТ.

Двутавры соединяются между собой двумя способами:

  • при помощи сварки;
  • при помощи болтов.

Изготовить комплектующие для соединения двутавровых балок не всегда возможно, особенно в условиях площадки для строительства. Поэтому для усиления стыковочных узлов применяют заводские стыковочные элементы.

Методы соединения двутавровых балок

Прочность и надежность двутавровых балок зависит не только от характеристик и качество самого металлопроката, но и правильности соединения двутавров между собой. Монтаж производится методом сварки либо путем болтовых или клепочных соединений.

Сварка

Сварка – это один из самых надежных методов соединения балок. Для создания более качественного шва используют заводские накладки. Метод можно осуществлять соединением встык (когда балку нужно удлинить) или перекрестным креплением второстепенного изделия к основному.

Соединение балок встык происходит двумя способами:

1. Через прокладку.

Между концами двутавровых балок размещается пластина из стали, которая по габаритам выходит за границы их профиля. Затем пластину приваривают угловых швом с обеих сторон. Такой метод используется для работы металлических прокатов разных размеров.

Преимущества такого способа:

  • простое исполнение (достаточно соблюсти прямизну продольной оси);
  • высокая скорость работы (предварительная разделка кромок не требуется).

2. С помощью накладок.

Чтобы усилить сварные стыки, можно применять накладки. Перед этим происходит скос на кромке двутавровой балки, чтобы обеспечить более высокое качество провара. Сварка металлопроката осуществляется с соблюдением прямизны. На верх и низ полок устанавливаются накладки из листовой стали в форме ромба или прямоугольника с соблюдением симметричности формы относительно оси, проходящей вдоль. Затем происходит обварка накладок по периметру.

Первый и второй методы подходят в том случае, когда не требуется высокая нагрузка на конструкцию, и она является неответственной.

3. Крепление второстепенного изделия к основному.

Метод подходит для ответственных конструкций, способных выдерживать серьезные нагрузки. Несмотря на это, выполняется он так же просто, как и два предыдущих способа.

На верхней полке основного двутавра необходимо сделать вырезы треугольной формы с равными сторонами. К нижней – устанавливается накладка.

Верхнюю полку дополнительного двутавра сжимают до формы треугольника, соответствующего вырезам на основной балке. Ее нижняя часть срезается по длине, которая равна расстоянию до стенки основной.

Читайте также  Проводит ли холодная сварка электрический ток?

Соединение происходит в два этапа:

  • монтаж основных двутавровых балок;
  • соединение и приварка второстепенных.

Болтовое соединение

В отличие от соединения методом сварки, болтовое можно разъединять, поэтому чаще всего используется в тех случаях, когда потребуется демонтаж конструкции.

Демонтаж также осуществляется при помощи накладок. Соединение держится на заклепках, а для демонтажа в этом случае потребуется разрушение крепежа.

  • простое исполнение (не требует особой квалификации мастера);
  • отсутствие остаточных напряжений в узлах, который свойственны сварному шву;
  • простая проверка качества соединений (в отличие от метода сварки);
  • устойчивость к вибронагрузкам и ударам.
  • постоянная проверка соединений и их подтяжка (в некоторых случаях выполняется очень сложно или вовсе невозможно);
  • трудоемкость работ;
  • большой расход металлопроката;
  • постепенный износ изделий ввиду образования ржавчины на болтах.

Соединение с использованием болтов – это процедура, аналогичная применению накладок. Необходимо лишь соблюдать следующее:

  • между центрами отверстий должно быть не менее 3 диаметров заклепок;
  • расстояние между болтами должно быть достаточным, чтобы можно было удобно работать инструментом.

Комбинированное соединение

Комбинированный метод подходит для соединения пролетов крупных размеров. Он сочетает в себе сварку и стыковку при помощи болтов. Метод выполняется в несколько этапов:

  • Соединение двутавров при помощи резьбового крепежа из очень прочной стали и накладок.
  • Сварка поясов.
  • Закрытие технологических окон при помощи накладок и прокладок.

Особенности применения разных разновидностей стыковки

Двутавровые балки чаще всего используются для монтажа пролетов и балочных клеток. Перед их соединением создают специальную опору, которая нужна для правильного распределения нагрузки.

Выбор разновидности стыковки двутавра зависит от обстоятельства, при котором будет эксплуатироваться конструкция. Например, соединение балок методом сварки применяется для постоянных сооружений, которые не будут демонтированы в течение всего срока использования. Стыковочный узел должен быть особой прочности и жесткости.

Болтовое соединение оптимально для тех конструкций, которые можно будет несколько раз разбирать и заново собирать в течение всего срока эксплуатации. Для обеспечения прочности применяют заводские накладки, изготовленные по специальным габаритам. Накладки можно использовать при любой разновидности соединения изделий между собой.

Комбинированные способы соединения используют в том случае, когда требуется монтаж крупногабаритных конструкций. Мастера могут применять сварочные швы и болты одновременно.

Завод по изготовлению металлоконструкций «ЧЗМК» предлагает услуги соединения балок обычных и нестандартных размеров. В нашей команде работают только квалифицированные мастера с большим опытом, поэтому нам доверяют многие крупные компании со всей России.

Преимущества работы с нами:

  • Мы строго следим за сроками, прописанными в договоре. Доставку изделий производим по всей России в срок от 3 дней в зависимости от региона.
  • Мы выдаем паспорт продукции с гарантией на срок от 12 до 24 месяцев. Вся продукция снабжается сертификатами соответствия.
  • Предлагаем демократичные цены на услуги за счет уменьшения сроков изготовления металлопродукции.
  • Работаем в собственных цехах с 34 камерами. Благодаря этому, вы можете наблюдать за нашей работой в онлайн-режиме и своевременно вносить свои коррективы.
  • Мы работаем с заказами любых объемов и стараемся выполнить их как можно быстрее.

Для оформления заказа или получения консультации обращайтесь по телефону 8 800 222 04 45. Или оставляйте заявку на сайте, мы сами вам перезвоним.

Сварная двутавровая балка – тонкости производства

В настоящее время балка двутавровая сварная прочно вошла в строительную сферу, потеснив стандартные балки, элементы которых скреплялись между собой множеством болтов, штырей и заклепок, утяжелявших конструкцию зданий.

1 Сварная двутавровая балка – выгоды применения

Экономическая выгода от применения сварных двутавров для возведения сооружений и зданий дает возможность строительным предприятиям снижать себестоимость работ, гарантируя при этом уникальную надежность строений. Использование таких балок, как и разных видов швеллеров, обеспечивает оптимальную форму сечений и опор отдельных строительных элементов, снижающих общий вес конструкций из металла.

Каркасы из двутавров характеризуются очень высокой прочностью, как, впрочем, и любые другие элементы зданий – рабочие площадки, эстакады, межэтажные перекрытия и так далее. На данный момент сварные балки без преувеличения незаменимы при строительстве быстровозводимых сооружений, а также в сфере машиностроения. Популярность изделиям добавляет и то, что технология их изготовления весьма экономична. Производить сварные двутавры можно и мелкими партиями, и серийно.

В первом случае применяется малоэффективная, достаточно-таки примитивная оснастка, что ведет к удорожанию себестоимости готовой продукции.

Зато серийное изготовление сварной двутавровой балки на автоматических станах либо на поточных технологических линиях – экономически очень и очень выгодный процесс. Именно о серийном производстве двутавров на поточных производственных линиях, которые обычно оборудуются множеством специальных установок и приспособлений, обеспечивающих непрерывность процесса, мы и поговорим.

2 Производство сварной двутавровой балки

Данный процесс осуществляется в несколько последовательно идущих друг за другом стадий, каждая из которых на сегодняшний день идеально отработана:

  1. Создание заготовки. На агрегатах термической резки из листового металла изготавливаются необходимые по ширине и длине штрипсы. Современные предприятия работают на установках с ЧПУ, что позволяет одновременно производить раскрой стальных листов несколькими резаками. Конкретная скорость роспуска может составлять до 1 метра за 1 минуту – все зависит от того, какой толщины заготовка используется.
  2. Фрезеровка кромок. На кромкофрезерном станке осуществляется обработка кромок. Данная операция необходима для того, чтобы улучшить провар шва между стенкой двутавровой балки и ее полкой. Времени она занимает немного, а вот эффект от фрезеровки сказывается впоследствии, когда делается сборка и сварка двутавровой балки.
  3. Сборка заготовки. Выполняется она на специальных станах, увеличивающих производительность работ в 2–3 раза. Особое внимание при этом специалисты обращают на обеспечение взаимной перпендикулярности и симметрии расположения стенки двутавра и полки. Экономическая и техническая целесообразность применения сборочных станов обусловлена уникальной надежностью и реальным быстродействием механизма, отвечающего за грамотное и точное позиционирование деталей двутавра. Большинство предприятий используют установки с прижимными гидравлическими механизмами, так как закрепление балочных элементов с применением винтов и их последующее освобождение может потребовать немалых затрат времени. С технической точки зрения сборка балки осуществляется в две стадии. Сначала собирается Т-образный профиль, после чего его кантуют на 180 градусов, что дает возможность выполнять непосредственно сборку двутаврового изделия.
  4. Сварка двутавра. Об этом этапе мы подробно расскажем далее.
  5. Правка полок готового изделия. Операция необходима в связи с тем, что в процессе производства балки возникает эффект «грибовидности», вызываемый нагревом металла. Под таким явлением понимают нарушение геометрических форм полок двутавра. Исправить его несложно, достаточно пропустить изделие через специальный стан с большим количеством роликов, которые «подправят» нарушенную геометрию.

3 Сварка балок двутаврового сечения

Вид сборки двутавра определяется конструкцией и характером выбранного способа сварки поясных швов изделий, а также тем, какие приспособления используются. Как правило, поясные длинные швы на сборочных предприятиях сваривают автоматами под флюсом. Сначала изделие собирается из стенки и поясов, являющихся основными его элементами, затем производится скрепление его поясных швов.

После этого монтируются ребра жесткости, и осуществляется непосредственно сварка двутавровой балки (вручную либо с помощью полуавтоматического оборудования). Финальная сборка двутавра выполняется в специальном кондукторе или с применением прихваток и хомутов. В тех случаях, когда изделия изготавливают на автоматизированных линиях, технология сварки двутавровой балки становится менее затратной, причем получаемая продукция отличается идеальной надежностью.

Популярность использования жидкого флюса обусловлена тем, что он значительно улучшает процесс сварки. Нерасплавленный флюс находится под давлением. Это обеспечивает отсутствие явлений разбрасывания и разбрызгивания жидкого металла, что гарантирует беспроблемное образование качественного сварочного шва при высоких (до 4 тысяч Ампер) показателях силы тока.

При сварке открытой дугой из-за разбрызгивания и угара может теряться до 30 процентов металла. Если же выполняется сварка двутавровых балок встык под флюсом, потери составляют от силы два процента, а иногда и меньше (около 1 %). Кроме того, когда горячий металл остывает под флюсом, улучшается выход газа из-под его слоя за счет более медленного охлаждения расплавленной композиции.

Читайте также  Сварочный аппарат для ремонта кузова автомобиля

4 Виды сварочных установок для сварки двутавров

Несомненно, наиболее оптимальным является процесс автоматического производства и сварки балок двутаврового сечения. Он гарантирует малые затраты на материалы, требуемые для сварочных работ, снижение числа добавочных операций (не нужно кантовать и позиционировать заготовки) и количества работников, принимающих участие в производственном процессе. Но кроме него сварка двутавровых балок между собой (в стык) может выполняться при помощи такого оборудования:

  • Сварочные манипуляторы. Они имеют высокий уровень автоматизации процесса, вполне рациональную конструкцию, могут дополнительно снабжаться навесным специальным оборудованием. На многих заводах на манипуляторы монтируют сварочные автоматические головки, которые способны работать в атмосфере инертных газов, углекислого газа и под жидким флюсом. Это позволяет предприятиям решать самые разные задачи в области сварки.
  • Сварочные самоходные трактора. Пожалуй, самый простой способ сварки двутавра. Но применять его имеет смысл исключительно для изготовления изделий небольшими партиями, при поточном производстве экономическая целесообразность трактора будет совсем маленькой.
  • Портальные и консольные установки. На них монтируются комплексы слежения за качеством сварного шва, системы подачи флюса, его переработки и удаления с агрегата. Отличный катет и провар шва на подобных установках достигается за счет того, что сварка производится под 45-градусным углом на стапелях.

Использование двутавровых балок и качественной арматуры для фундамента – гарантия строительства прочных и надежных зданий!

Двутавр сварной

Содержание:

  1. Сфера применения
  2. Особенности и преимущества
  3. Преимущества производства двутавра сварным способом
  4. Особенности расчета стального двутавра
  5. Как правильно варить балки
  6. Интересное видео

Двутавровая балка представляет собой металлопрокат, который производится на основе различных видов стали. Двутавр сварной имеет сечение буквой «Н». Использование такой формы профиля обеспечивает более жесткое и прочное соединение балки квадратного сечения. Тавровое соединение обладает рядом преимуществ, которые делают применение двутавра универсальным для различного строительства.

Сфера применения

Сварка тавровых соединений рекомендуется в следующих областях:

  • в качестве перекрытий при различном строительстве;
  • в качестве опор при возведении подвесных путей;
  • горнодобывающая отрасль применяет двутавр при армировании выработок и стволов шахт;
  • в качестве несущих металлоконструкций при возведении мостов, колонных и инженерных сооружений;
  • при изготовлении вагонов.

Сварной двутавр применяется и в других ответственных конструкциях, где особенно важно качество и надежности несущих элементов.

Особенности и преимущества

Тавровое соединение — это особый вид фасонного металлического проката, который имеет форму наклонного или горизонтального бруса.

К основным преимуществам использования таких сварных балок относится:

  1. Малый вес. Благодаря небольшому весу применение таких балок позволяет снизить вес конструкций и перекрытий. При этом сохраняются несущие способности конструкции.
  2. Простота монтажа и транспортировки изделий.
  3. Разные способы соединения. Для соединения используются болта, заклепки, а также сварка двутавровых балок между собой.
  4. Разнообразие конструкций. Возможность заказать как стандартные конструкция, так и изделия по индивидуальному проекту в зависимости от сферы применения и требуемых размеров. Могут изготавливаться и с ассиметричным сечением.
  5. Стойкость к биологическим воздействиям. Обеспечивает надежность и долговечность конструкции вне зависимости от условий эксплуатации.
  6. Позволяет использовать такие балки для различных конструкций, включая и быстровозводимые здания.
  7. Стойкость к температурным изменениям. Такие балки хорошо переносят перепады температур и не теряют несущую способность при нагревании.

Таким образом, сварное соединение тавровое является оптимальным решением в том случае, если требуется покрыть большие пролеты со значительными нагрузками. Сварной двутавр обладает небольшим весом, поэтому может применяться не только для промышленных сооружений, но и жилом строительстве.

Преимущества производства двутавра сварным способом

Изготовление сварных двутавровых балок позволяет получить надежным и прочным конструкции. Такие балки могут производиться горячекатаным методом и с помощью сварки. Сварка отличается рядом значительных преимуществ по сравнению с горячекатаным методом.

Основным преимуществом является возможность снизить вес почти на 30%. При этом показатель прочности, надежности и долговечности находится даже на более высоком уровне. Это связано с тем, что сварка двутавра позволяет выполнить балки значительных габаритов.

К тому же сварка позволяет изготовить балки, которая имеет разную ширину по всей длине. Балки с переменным сечением отличается высоким показателем экономичности по сравнению с конструкциями с постоянным профилем. В тех местах, где на балку будет воздействовать значительная нагрузка, можно сделать большую толщину. В остальных местах толщина может быть меньшей, что дает возможность не только снизить стоимость изготовления сварных конструкций, но и их вес.

Сварка двутавровых балок между собой встык выполняется на основе различных сортов стали. К примеру, вся балка может состоять из обычной стали, а для наиболее уязвимых ее участков может использоваться сталь высокой прочности, а для наименее уязвимых — низкоуглеродистая сталь. Это позволяет значительно снизить стоимость балки, но при этом не влияет на ее эксплуатационные качества и срок службы.

Особенности расчета стального двутавра

Тавровая сварка требует профессионального расчета. Это позволяет снизить трудовые и финансовые затраты, обеспечивать высокий показатель надежности и безопасности конструкции. Заказать расчет тавровой сварки можно в специализированной строительной компании. Простые предварительные расчеты можно выполнить и самостоятельно. Однако если балки будут использоваться в строительстве жилых или промышленных сооружений, рекомендуется профессиональный расчет любых несущих конструкций.

Для расчета профиля для несущих конструкций необходимо учитывать такие показатели:

  • нормативная и расчетная нагрузка;
  • расстояние между внутренними гранями стен;
  • количество используемых двутавров, которые соединяются в одной балке;
  • расчетное сопротивление, которое напрямую зависит от используемой марки стали.

Таким образом, самостоятельно провести расчет довольно сложно. Основные параметры, такие как расчетное сопротивление или расчетная нагрузка определяются согласно табличным данным.

Как правильно варить балки

Чтобы получить балки высокого качества, необходимо знать, как варить тавровое соединение при строительстве дома или другого сооружения. Для изготовления сварных балок потребуется использование легированного стального листа, который и станет основой. Самостоятельно использовать горячекатаный метод соединения балок невозможно, поэтому сварка является оптимальным решением. Для выполнения качественных соединений и обеспечения надежности несущих конструкций сварку должен выполнять только опытный мастер.

После подготовки отдельных элементов проводится сборка конструкции методом сварки. Для начала устанавливается вертикальная стена, после чего присоединяются ребра жесткости, а вся конструкция придавливается хомутами. После окончания сварных работ и проверки качества швов выполняется обработка конструкций специальным покрытием, которое поможет защитить их от воздействия агрессивной среды.

Если в процессе сварки двутавра были допущены ошибки, велика вероятность деформации балки. Из-за этого могут возникнуть проблему с ее монтажом. При соединении шов не должен работать на растяжение. Поэтому прежде чем приваривать к ней следующую деталь, рекомендуется немного отогнуть шов назад, чтобы обеспечить ровную поверхность балки. В заводских условиях для предотвращения деформации балки проходят специальную обработку.

Для производства двутавров может применяться не сплошные заготовки, а листы металла. Это дает возможность применять сталь различной марки. Сварной метод позволяет изготавливать балки с перфорацией, усилением или тонкостенными участками. Использование сварной технологии гарантирует минимизацию веса конструкции, а также обеспечивает ее оптимальную надежность и безопасность.

Интересное видео

Сварные двутавровые балки: виды и технология сварки

Двутавровые балки — популярный в строительстве и конструировании механизмов элемент. Они имеют в сечении форму буквы «Н» и несут высокие нагрузки, экономя металл по сравнению с полнотелыми конструкциями. Сварная балка имеет ряд преимуществ перед полученной способом горячей штамповки. Она может иметь переменное сечение, что важно для наилучшего распределения нагрузок по длине. Двутавры применяются и в частном строительстве.

Что собой представляет?

По способу производства двутавровые балки различают на сварные и горячекатаные.

Сварной двутавр собирается из трех полос прочной высокоуглеродистой стали с помощью электродуговой сварки.

Преимуществами такой конструкции перед горячекатаными являются:

  • способность нести высокие нагрузки, это делает элемент пригодным для перекрытия больших пролетов;
  • специальный профиль увеличивает жесткость и сопротивляемость изгибу, поскольку верхняя полоса работает на сжатие, а нижняя — на растяжение;
  • способность работать в сложных условиях, при перепадах температур и влажности, в агрессивных средах;
  • после прочностного расчета снизить погонную массу проката и совокупную массу конструкций;
  • возможность изготовления балок ассиметричного и переменного по длине сечения.
Читайте также  Ручной инструмент для монтажа pex труб

Двутавры прекрасно подходят для строительства быстровозводимых сооружений. Широко используют их как в коммерческом и промышленном, так и в общественном и частном строительстве.

Несмотря на высокий вес стальных балок, их повышенная несущая способность позволяет заметно снизить общий вес здания.

Процесс изготовления

Технология изготовления сварных двутавровых балок не слишком сложна, однако необходимо строго соблюдать ее требования на каждом этапе обработки. Ошибки неминуемо приводят к снижению жесткости конструкции. Обычно они производятся согласно требованиям ГОСТ. Допускается выпуск их и по техническим условиям предприятия. ТУ на изготовление стальных сварных двутавровых балок предусматривают разбиение процесса на следующие этапы:

  1. Проектно-расчетный. На этом этапе следует рассчитать нагрузки, которые должна выдерживать конструкция. По формулам прикладной механики (так любимый студентами сопромат) рассчитывается прочность и жесткость конструкции, определяются ее геометрические размеры и требования к материалу. Строятся рабочие чертежи.
  2. Раскрой заготовок. Они нарезаются из металлического листа с помощью установки газовой, плазменной или лазерной резки. Обязательно берутся пробы металла и отправляются в лабораторию для подтверждения химического состава и физико-механических свойств.
  3. Фрезеровка заготовок. С продольных торцов снимаются фаски, разделываются кромки сварных швов.
  4. Сборочные операции. Детали помещают в специальную оснастку, точно фиксирующую заготовки в правильном положении друг относительно друга и исключающие тепловые деформации изделия. Уникальные по конструкции изделия и малые серии сваривают вручную, при массовом производстве используются сварочные автоматы. Обычно сборку проводят в два этапа: на первом собирают Т- образный профиль, на втором к ней доваривают вторую полосу. Способ ведения электрода выбирают в зависимости от толщины листа, для обеспечения полного провара и качественной геометрии шва. Особо толстые изделия приходится заваривать в несколько проходов.
  5. Правочные операции. После завершения всех швов необходимо проверить и поправить в случае необходимости все отклонения полученного изделия от заданных геометрических форм. Для этого применяют горячие или холодные правочные станы с массивными валками, корректирующими все возникшие в ходе сварки балки деформации.

[stextbox качестве дополнительной отделки к технологии может быть добавлена дробеструйная обработка. Она сбивает окалину и шлаки и уплотняет приповерхностный слой металла, повышая прочность изделия.[/stextbox]

Как самостоятельно сварить?

Браться за эту непростую для домашней мастерской операции имеет смысл тем умельцам, у которых уже есть достаточный опыт сварочных работ. Или же есть возможность привлечь опытного сварщика. В качестве заготовок потребуется стальной лист из высоколегированных прочных сплавов. Лучше, если раскрой проведут на металлобазе с помощью стационарной установки. При раскрое с помощью газового резака потери дорогостоящего металла будут заметными.

Потребуется также оборудование для сварки двутавра под флюсом или в атмосфере защитных газов.

После сборки и правки изделие необходимо будет полностью зачистить и покрыть краской для защиты от коррозии.

Как избежать деформации?

Если просто сварить швы балки, то тепловые деформации практически неизбежны. Изделии поведет, выгнет или закрутит винтом. Чтобы максимально снизить риск возникновения искривлений, следует соблюдать следующее описание технологии:

  • сборку проводят на специальном стапеле, наклоненном под углом 45о, это позволяет сформировать ровный шов с правильным катетом;
  • сваривают две полосы в Т-образный тавр;
  • сначала прихватывают заготовки точечной сваркой через каждые 10-15 см;
  • далее проваривают шов с двух сторон с обязательной перекантовкой, так, чтобы гипотенуза шва была горизонтальна;
  • проводят правку с помощью ручных или механизированных вальцов;
  • повторяют операции для третьей полосы.

[stextbox также способ проварки швов начиная с торцов навстречу друг другу.[/stextbox]

Узлы крепления

Для успешного использования двутавра необходимо правильно сопрягать ее с другими элементами строительных конструкций- стенами, колоннами, перекрытиями. Наиболее важным является сопряжение с опорной поверхностью. Типовые проекты предусматривают следующие сварные соединения балки с колонной:

  1. Жестким. Балку приваривают к торцевой пластине, а уже ее крепят к стальной колонне или закладному элементу кирпичной кладки. При этом нет необходимости разделки кромок торцов. Используется для высоконагруженных конструкций.
  2. Шарнирным, или подвижным. С двух сторон привариваются накладки в плоскостях, параллельных продольной оси. Накладки обрезают и обваривают косыми швами. Нагрузка, которую может выдержать такое соединение, ниже, чем в случае жесткого сопряжения. Для строительства индивидуального дома ее вполне достаточно.
  3. Существует еще один способ шарнирного соединения: на болтах или заклепках, вставленных в просверленные в торце отверстия.

Жесткий: для статических нагрузок

Двутавр опирается на середину опорной колонны. Обеспечивается высокая устойчивость постройки. Возможен вариант с креплением двутавра сбоку. В этом случае колонну придется усилить, чтобы она выдерживала дополнительные нагрузки на изгиб.

Если длины имеющихся балок не хватает для перекрытия на пролет 10 м, то две балки соединяют в стык с помощью накладных пластин. Сварка двутавра встык производится так, чтобы между торцами оставался небольшой зазор для компенсации возможного теплового расширения.

Жесткое соединение выполняют сварным или заклепочным.

Шарнирный: для динамических

Шарнирный способ опирания используют там, где возможны переменные, или динамические нагрузки. Это чаще происходит в зданиях промышленного назначения, в частных домах он используется реже. Для такого соединения формируется опорное ребро на опорном столике. Сюда передается вся нагрузка. Столик делают из высокопрочной листовой стали, на 20-30 мм шире, чем ребро двутавра.

Дефекты

Дефекты снижают прочность и срок службы изделия. При выполнении сварного соединения возникают дефекты, связанные с:

  • нарушением технологии сварки двутавровой балки;
  • браком в заготовке;
  • браком в сварочных материалах;
  • термическими деформациями.

Последний вид дефектов наиболее часто встречается при самостоятельном изготовлении сварных балок.

Области применения

Области применения сварных двутавровых балок в строительстве включают в себя:

  • несущие конструкции, колонны, раскосины;
  • перекрытия как небольших помещений, так и больших пролетов;
  • опоры технологического оборудования;
  • консоли угловых кранов;
  • выносные конструкции: мостики, балконы.

Изделие используется во всех отраслях строительства: промышленное и частное, многоквартирные дома и общественные здания.

Наиболее часто в строительстве используются сварные двутавры следующих видов:

  1. Для перекрытий и подвесных путей. Профиль сечения имеет короткие стенки по отношению к главному ребру.
  2. Для укрепления шахт. Стенки больше, чем главное ребро;
  3. Обычной ширины, стенки равны ребру, используются для вертикальных опорных конструкций: колонн, пилонов и т.п.

Типы двутавровых балок в зависимости от основных размеров.

В зависимости от точности изготовления балки подразделяются на продукцию обычной точности и высокоточную.

Дополнительные функции в частном домостроении

Сварные балки обладают высокой несущую способность. Поэтому при строительстве малоэтажных индивидуальных домов, в целях экономии, часть балок заменяют на деревянные. Металлические же оставляют в ключевых, наиболее нагруженных местах перекрытия.

Чтобы знать, как посчитать местную устойчивость стенки, как правильно расссчитать допустимую нагрузку и параметры такой конструкции, необходимо провести полный инженерный расчет.

Использование таких изделий позволяет на несколько метров увеличить безопорные пролеты, активно использовать «второй свет».

Металлические сварные балки также используют в качестве несущей основы для балконов и выносных террас.

В гараже двутавр прекрасно справляется с ролью опоры для тельфера. Это дает возможность самостоятельно выполнять сложные операции, такие, как снятие и постановка автомобильного двигателя. Необходимо также провести аккуратный расчет нагрузок на такую консоль.

Сварная двутавровая балка по многим показателям превосходит горячекатаную. Чтобы сделать ее своими руками, следует соблюдать требования технологического процесса, обладать немалым опытом в сварных работах. Применение сварных балок в частном строительстве позволяет применять такие архитектурные решения, которые были бы недоступны при использовании деревянных балок.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: