Проблема выбора сварных балок

Металлоконструкции

Как только сварные балки начали применять в строительстве, лучшие технические умы занялись вопросами снижения металлоемкости этих изделий — ведь именно металлоемкость напрямую влияет на массу несущей конструкции.

Форма и содержание

Каждая балка состоит из стенки и полки. Наиболее напряженной зоной при работе балки на изгиб является полка, поэтому именно в полках необходимо располагать основную массу работающей на изгиб балки.

Соединение компонентов изделия посредством сварки позволяет создавать балку такого профиля, который наилучшим образом подойдет к той или иной составляющей строения. Как только появилась технология сварки, стало возможным возводить здания и сооружение с силовой конструкцией, достигающей большого количества метров. Балка может иметь в высоту три, четыре метра и более. Сварная металлоконструкция дает возможность сбалансированного совмещения размеров горизонтальных стенок и полки. Варятся балки не только из проката, но и из гнутых профилей или прокатных швеллеров. Балка может иметь различные конфигурации исполнения.

Секреты производства

Производство сварных балок

Вычисление экономичности балки сварной производится по формуле W/A, в которой W – момент сопротивления, а A – площадь сечения ее профиля. Чем больше полученное значение, тем меньшая масса понадобится для усиления профиля и увеличения его устойчивости на изгиб. При этом необходимо учитывать, что очень тонкая вертикальная стенка способна значительно понизить местную устойчивость. Этим соображением диктуется необходимость нахождения оптимального соотношения между величинами устойчивости и большим числом экономичности.

С точки зрения производительности прокат двутавровой балки лучше сварки, но способность сварных балок легко менять размеры и варьировать расход металла позволяет считать их более экономичными и рентабельными.

Выбирая определенный тип конструкции, учитывают равномерность производства. Сварка является выгодной при изготовлении единичных изделий или небольших серий. Для крупных партий рентабельнее изготовление прокатной балки. Если автоматизировать процесс сварки, то точка зрения меняется, и сварные балки получают безоговорочное лидерство и в плане удобства, и в плане издержек.

Технология производства

Специфика применения сварных балок

Специальные технологии позволяют усилить конструкцию сварной балки не только за счет увеличения ее массы, но и благодаря переменной толщине, ширине и площади сечения изделия. Такой способ усиления гораздо выгоднее увеличения толщины вертикального листа. С той же целью применяют замену поясов, толщина которых превышает 25мм, составными поясами, уменьшая количество листов в тех местах, на которые приходится меньшая нагрузка.

Переменное напряжение по всей длине конструкции легче переносят балки переменного сечения. К тому же такие изделия экономят металл, не используя его в менее напряженных зонах. В отличие от них балки постоянного профиля почти всегда работают при напряжениях, значения которых меньше расчетных. С точки зрения технологии изготовление балок переменного сечения, конечно, сложнее. Окончательный выбор в любом случае должен основываться на эстетике, компоновке, конечной экономичности и расчете допустимых напряжений. Заметим, что большая часть балок, используемых в строительстве, имеет постоянный профиль.

Специфика применения

Балки находят широкое применение в несущих конструкциях практически на всех строительных объектах. Без них не могут обойтись перекрытия, лестницы, площадки и целый ряд других конструкций. Если балка ложится на фундамент, колонны, стены, то есть, на несущую поверхность, ее называют главной. Балки, которые опираются на главные, считают несущими.

Использование сварных балок

Обычно по балкам устраивают настил из стальных листов или железобетонных плит. Наиболее часто балки проектируют из двутавров, имеющих высоту сечения один метр. Если стандартный профиль не обеспечивает необходимой жесткости, то выполняется проектирование изделия, состоящего из стенки и двух поясов. Чтобы выполнить местное усиление балки сварной, к ней приваривают дополнительные элементы жесткости:

• косынки,
• пластинки,
• ребра.

 Таблица 1. Технические характеристики балок сварных