Балка двутавровая сварная и прокатная: преимущества и недостатки

Балки нашли широкое применения в современной строительной индустрии и промышленности при производстве металлоконструкции. Балки, обладающие повышенной жесткостью, позволяют существенно повысить прочность металлоконструкции. Балка дает возможность разгрузить металлоконструкцию, так как ее повышенная жесткость позволяет значительно уменьшить сечение других элементов конструкции.

Двутавровая балка – это конструкция, состоящая из верхнего и нижнего поясов, которые соединяются между собой стенкой. Производятся двутавровые балки двумя способами: сварным и прокатным. Прокатную двутавровую балку изготавливают на металлургических комбинатах на специальных прокатных станах, когда стальному разогретому слитку придают форму двутавра. Такие балки еще называют и горячекатаными. Сварную двутавровою балку производят потеем сваривания поясов и стенки в единую двутавровою конструкцию. И прокатные (горячекатаные) и сварные балки имеют как свои плюсы, так и минусы.

Наиболее важными достоинствами горячекатаной балки являются ее монолитность, отсутствие швов, простота и малозатратность ее производства. Высокая механическая стойкость такой балки обеспечивается отсутствием швов между стенкой и поясами. Это позволяет не применять на таких балках, в виде ребер жесткости, дополнительную арматуру. Такие ребра жесткости могут использоваться только в тех местах прокатной двутавровой балки, которые будут подвергаться особым нагрузкам.

К недостаткам горячекатаной двутавровой балки следует отнести ее высокую металлоемкость из-за чрезмерно утолщенной стенки и как следствие этого – увеличения общей массы металлоконструкции. Второй существенный недостаток прокатной балки – это ее размеры. На современных отечественных прокатных станах возможно выпускать двутавровые балки с шириной полки не более 400 мм. К тому же, технология производства таких балок позволяет выпускать их только определенной длинны, согласно ГОСТа или ТУ. Например, если при проектировании металлоконструкции были заложены балки длинной 11 метров, то изготовителю придется покупать прокатные балки длинной 12 метров и отрезать от них 1 метр балки, который пойдет в отходы. В таком случае, стоимость требуемой для производства 11-метровой балки автоматически возрастет на 8,3 %.

Главными недостатками сварных двутавровых балок являются: использование дополнительной арматуры для создания ребер жесткости и значительно большие трудозатраты при ее изготовлении.

Но в то же время использование дополнительных ребер жесткости позволяет значительно уменьшить толщину стенки и понизить ее общую металлоемкость. В следствии уменьшения металлоемкости сварной балки снижается и цена балки, при этом полностью сохраняются неизменными все механические характеристики двутавровой балки. Кроме того, облегченная сварная двутавровая балка позволяет снизить и общий вес металлоконструкции, следовательно можно будет еще сэкономить и на устройстве фундамента под будущее быстровозводимое здание (БМЗ).

Важнейшими плюсами сварной балки является то, что она изготовляется под индивидуальный заказ, согласно с техническим заданием. Если для производства металлоконструкции необходимы балки длинной 11 метров, то будут изготовлены балки длинной именно 11 метров, если необходимы балки длинной 10,56 метра, то будут изготовлены балки длинной 10,56 метра. Таким образом, будут отсутствовать отходы и производитель металлоконструкции будет платить только за то, что использует, а не за отходы. При этом технология сварной двутавровой балки позволяет производить их с шириной полки до 80 сантиметров, что невозможно технологически для прокатной балки. Кроме того, согласно технического задания, сварная двутавровая балка может производится перфорированной, усеченной, биметаллической, неравно-полочной, с фланцевыми соединениями или дополнительными ребрами жесткости. Понятно, что ничего подобного нельзя получить на металлургическом комбинате, производящем горячекатаные балки.

Материалом для изготовления поясов сварных балок, на равнее с листовым прокатом, может служить и профильный прокат. Для изготовления поясов может использоваться швеллер, гнутый профиль и многое другое. Технология производства сварных двутавровых балок позволяет изготовить пояса, которые будут иметь разные свойства и характеристики.

Особенностью сварных балок является и то, что можно изготавливать балки переменного сечения. Это позволяет рационально использовать металл балки, концентрируя его на участках, которые в процессе эксплуатации будут нагружаться более интенсивно, что также не возможно для прокатной балки, у которой в таком случае будет возникать избыточный предел прочности по всей длине двутавра.

Несмотря на то, что сварные балки практически по всем техническим характеристикам и экономической выгоде превосходят прокатные, они их не могут вытеснить с рынка. Причиной тому служит, то, что двутавровая балка – это очень востребованный товар. Ежегодно экономика Украины потребляет миллионы тон балки двутавровой и полностью удовлетворить такой спрос могут только мощные прокатные станы металлургических комбинатов. Производители сварной балки, количество которых в Украине не так велико, просто не в состоянии удовлетворить спрос на двутавровою балку всех отраслей экономики и поэтому работают, в основном, в нише широкополочных двутавров и изготовлении балок по специальным заказам. Хотя постепенно наблюдается тренд в сторону сортамента двутавров, ранее полностью обеспечивавшегося прокатной балкой.