Балка двотаврова зварна і прокатна: переваги та недоліки

Балки знайшли широке застосування в сучасній будівельній індустрії і промисловості,  при виробництві металоконструкції. Балки, що мають підвищену жорсткість, дозволяють істотно підвищити міцність металоконструкції. Балка дає можливість розвантажити металоконструкцію, так як її підвищена жорсткість дозволяє значно зменшити переріз інших елементів конструкції.

Двотаврова балка - це конструкція, що складається з верхнього та нижнього поясів, які з'єднуються між собою стінкою. Виробляються двотаврові балки двома способами: зварним і прокатним. Прокатні двотаврові балки виробляють на металургійних комбінатах на спеціальних прокатних станах, коли сталевому розігрітому зливка надають форму двотавра. Такі балки ще називають і гарячекатані. Зварну двотаврову балку виробляють шляхом зварювання поясів і стінки в єдину двотаврову конструкцію. І прокатні (гарячекатані) і зварні балки мають як свої плюси, так і мінуси.

Найбільш важливими достоїнствами гарячекатаної балки є її монолітність, відсутність швів, простота і маловитратність її виробництва. Висока механічна стійкість такої балки забезпечується відсутністю швів між стінкою і поясами. Це дозволяє не застосовувати на таких балках, у вигляді ребер жорсткості, додаткову арматуру. Такі ребра жорсткості можуть використовуватися тільки в тих місцях прокатної двотаврової балки, які будуть піддаватися особливих навантажень.

До недоліків гарячекатаної двотаврової балки слід віднести її високу металоємність через надмірно потовщені стінки і як наслідок цього - збільшення загальної маси металоконструкції. Другий істотний недолік прокатної балки - це її розміри. На сучасних вітчизняних прокатних станах можливо випускати двотаврові балки з шириною полиці не більше 400 мм . До того ж, технологія виробництва таких балок дозволяє випускати їх тільки певної довжини, згідно ДССТу або ТУ. Наприклад, якщо при проектуванні металоконструкції були закладені балки довжиною 11 метрів, то виробнику доведеться купувати прокатні балки довжиною 12 метрів і відрізати від них 1 метр балки, який піде у відходи. У такому випадку, вартість необхідної для виробництва 11-метрової балки автоматично зросте на 8,3%.

Головними недоліками зварних двотаврових балок є: використання додаткової арматури для створення ребер жорсткості і значно більші трудовитрати при її виготовленні.

Але в той же час, використання додаткових ребер жорсткості дозволяє значно зменшити товщину стінки і понизити її загальну металоємність. Унаслідок зменшення металоємності зварної балки знижується і ціна балки, при цьому повністю зберігаються незмінними всі механічні характеристики двотаврової балки. Крім того, полегшена зварна двотаврова балка дозволяє знизити і загальна вагу металоконструкції, отже можна буде ще заощадити і на будівництві фундаменту під майбутню швидкомонтовану будівлю (ШМБ).

Найважливішими плюсами зварної балки є те, що вона виготовляється під індивідуальне замовлення, згідно з технічним завданням. Якщо для виробництва металоконструкції необхідні балки довжиною 11 метрів, то будуть виготовлені балки довжиною саме 11 метрів, якщо необхідні балки довжиною 10,56 метра, то будуть виготовлені балки довжиною 10,56 метра. Таким чином, будуть відсутні відходи і виробник металоконструкції буде платити тільки за те, що використовує, а не за відходи. При цьому технологія зварної двотаврової балки дозволяє виробляти їх з шириною полиці до 80 сантиметрів, що неможливо технологічно для прокатної балки. Крім того, згідно технічного завдання, зварна двотаврова балка може виробляється перфорованою, усіченою, біметалічною, нерівномірно-поличною, з фланцевими сполуками або додатковими ребрами жорсткості. Зрозуміло, що нічого подібного не можна отримати на металургійному комбінаті, що виробляє гарячекатані балки.

Матеріалом для виготовлення поясів зварних балок, на рівні з листовим прокатом, може служити і профільний прокат. Для виготовлення поясів може використовуватися швелер, гнутий профіль і багато іншого. Технологія виробництва зварних двотаврових балок дозволяє виготовити пояси, які будуть мати різні властивості і характеристики.

Особливістю зварних балок є і те, що можна виготовляти балки змінного перерізу. Це дозволяє раціонально використовувати метал балки, концентруючи його на ділянках, які в процесі експлуатації будуть навантажуватися більш інтенсивно, що також не можливо для прокатної балки, у якої в такому випадку буде виникати надлишкова межа міцності по всій довжині двотавра.

Незважаючи на те, що зварні балки практично за всіма технічними характеристиками і економічною вигодою перевершують прокатні, вони їх не можуть витіснити з ринку. Причиною тому служить, те, що двотаврова балка - це дуже затребуваний товар. Щорічно економіка України споживає мільйони тон балки двотаврової і повністю задовольнити такий попит можуть лише потужні прокатні стани металургійних комбінатів. Виробники зварної балки, кількість яких в Україні не така велика, просто не в змозі задовольнити попит на двотаврову балку всіх галузей економіки і тому працюють, в основному, в ніші широкополичних балок та виготовленні балок за спеціальними замовленнями. Хоча поступово спостерігається тренд у бік сортаменту двотаврів, що раніше повністю забезпечувався прокатної балкою.