Соединение двутавровых балок: методы и особенности разных видов стыковки балок

Изготовление и применение

Благодаря способности выдерживать большие нагрузки на изгиб в различных плоскостях, сдвиг и кручение стальные двутавры составляют основу несущих конструкций сборно-каркасных зданий и крыш.

Внутрицеховые грузоподъемные механизмы (краны-балки и мостовые краны) перемещаются по направляющим, выполненным из двутавровых балок.

Производство двутавров осуществляется двумя способами:

• методом прокатки отливок в цельное. Такие двутавры называются горячекатаными;
• электродуговая сварка предварительно вырезанных листовых заготовок, в результате чего получается сварная сборная двутавровая балка.

Горячекатаные двутавры производятся на прокатных станах металлургических предприятий. Данная технология позволяет получить цельное изделие, не содержащее швов и обладающее высокой прочностью.

Сборка и сварка двутавра осуществляется на автоматических линиях. Такая балка немного уступает цельнокатаной по прочности, но может быть изготовлена ​​по специальному заказу с учетом требований конкретного проекта.

Производство горячекатаного двутавра осуществляется по ГОСТ 26020-83, производители изготавливают сварной двутавр по собственным техническим условиям (ТУ).

Газовая сварка швеллера

Газовая стыковая сварка применяется довольно часто. Это самые распространенные варианты подключения каналов. Выбор соединения зависит от:

• длина сварного шва и количество сварщиков;
• коэффициент шва;
• тип и толщина канала;

Основные виды соединений и самые популярные конструкции из швеллеров достигаются на практике наиболее практичным методом сварки. Наша компания выполняет сварку швеллера на заказ.

Швеллер является важным элементом в самых разнообразных металлоконструкциях, в том числе и в каркасах.

Чаще всего он выполняет функции восприятия различных механических нагрузок — сжимающих, растягивающих, изгибающих, скручивающих. Однако для формирования необходимой пространственной конфигурации жесткого каркаса (каркаса) необходимо соединение отдельных швеллеров между собой сваркой, качество которой должно придавать соединительному сечению механические свойства, сравнимые со свойствами сплошного швеллера.

Особенности выполнения болтовых соединений

Для определения способа соединения элементов конструкции из двутавра необходимо точно знать функции эксплуатации объекта. Разборный тип соединения двутавра обычно используется для монтажа конструкций, которые планируется разбирать и собирать несколько раз. Выполняется с помощью накладок, имеет преимущества и недостатки.

Преимущества болтового соединения

• Относительно простая сборка, которую могут осуществить рабочие с невысоким уровнем квалификации.
• Отсутствие остаточных напряжений в сварном шве.
• Более простые мероприятия по контролю качества соединений, по сравнению с контролем сварного шва.
• Нет необходимости нанимать квалифицированных сварщиков.
• Устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам. Однако в сложных условиях эксплуатации может возникнуть необходимость в периодической подтяжке креплений.

Недостатками этого способа являются более высокая (по сравнению со сваркой) трудоемкость и металлоемкость из-за необходимости применения дополнительных армирующих элементов, постепенное коррозионное разрушение крепежных изделий из «черной» стали.

Технология производства

В типовом варианте двутавр получается из трех листовых заготовок: стенки и двух полок, приваренных к торцам под прямым углом. Производство осуществляется на специализированных сборочных линиях, настроенных на изготовление балок определенного размера.

Заготовки перемещаются на специальных роликах и предварительно фиксируются в нужном положении с помощью зажимных устройств, оснащенных гидравлическим или пневматическим приводом.

Читайте также: Свойства стали 09Г2С, применение, ГОСТ

На участке составной балки, закрепленном прижимным устройством, сваркой по поясному шву выполнены скобы. После этого балка перемещается по роликам, снова фиксируется, а следующая секция фиксируется сваркой.

Поясной шов окончательно сваривается после того, как вся конструкция предварительно скреплена приваренными штифтами.

Сварка тавровых стыков на стене с полками осуществляется автоматически под слоем флюса. Процесс автоматической сварки может выполняться различными устройствами. Это могут быть сварочные манипуляторы, горелки которых свариваются, перемещаясь по заданным траекториям с помощью шарнирных соединений с несколькими степенями свободы.

Также можно использовать более простые устройства, такие как самоходные сварочные тракторы, гораздо более подходящие для выполнения прямых соединений.

Другим классом устройств, способных автоматически сваривать поясные швы двутавров, являются консольные или портальные установки. Помимо самого сварочного оборудования, к ним относятся аппаратура контроля и контроля качества сварного шва, а также устройства для подачи флюса и последующей очистки сварного шва от его остатков.

Такие установки производят сварку под оптимальным углом 45°, что обеспечивает наиболее выгодное расположение сварочной ванны, а следовательно, и высокое качество сварного шва.

Интенсивный нагрев заготовок в процессе сварки приводит к скручиванию полок. По этой причине процесс монтажа двутавров включает в себя процедуру выравнивания, проводимую на специальных станках для исправления грибовидной формы.

На завершающем этапе производства торцы изделия фрезеруются.

Двутавровые балки перекрытия: особенности конструкции из металла

Ни один строительный объект, вне зависимости от назначения, не обходится без использования лаг перекрытий. Его функция как инженерной конструкции заключается в успешном перераспределении вертикальных и горизонтальных нагрузок при собственной работе на изгиб.

Двутавровые балки представляют собой тип конструкционной стали, изготовленной из высококачественной стали. Сталь может быть как низколегированной, так и углеродистой. Этот тип длинномерного изделия имеет форму стержня, ориентированного горизонтально или наклонно. Или, проще говоря, стальная двутавровая конструкция – это прокат определенной формы, изготовленный из профилированной стали особой конструкции. Форма определяется его конструктивными особенностями. Чаще всего он выглядит как буква «Н». Такая форма увеличивает прочность элементов конструкции и обеспечивает дополнительную жесткость. Где используются двутавровые балки?

Сварка двутавра

Сварку можно применять в двух случаях: при стыковом соединении двутавра при необходимости удлинения балки (например, при установке пролетов) или при поперечном креплении второстепенной балки к главной балке. Сварка встык осуществляется двумя способами.

Через прокладку

Между торцами двутавров, расположенных в одной плоскости, помещается стальная пластина, размер которой выходит за пределы их профиля. Пластина сварена клиновым швом с обеих сторон. Таким же образом может осуществляться монтаж проката разных размеров.

Среди достоинств: относительная простота – необходимо только выдерживать прямолинейность продольной оси и высокая скорость монтажа, так как не требуется предварительная обрезка кромок.

С накладками

Накладки могут быть использованы для дальнейшего укрепления соединения. Для этого на краях стены (цоколя) и полок предварительно делают фаски для обеспечения качественного заглубления. Прокат варят по окружности с сохранением прямолинейности продольной оси. На верхней и нижней плоскостях полок, а также на боковых стенках стены струбцинами крепятся пластины из листовой стали. Форма их может быть прямоугольной или, для большего удобства, ромбовидной с обязательным соблюдением симметрии формы по отношению к продольной оси. Завершающим этапом является приварка вкладыша по периметру.

Оба метода используются только в тех случаях, когда конструкция неответственна, а нагрузка на место соединения будет незначительной.

Сварка с второстепенной балкой

Этот способ соединения двутавра используется при возведении перекрытий и несущих конструкций, при этом, несмотря на заметно большую прочность и надежность, он почти так же прост, как и предыдущий.

В верхней полке главной балки делают вырезы в виде равностороннего треугольника, к нижней полке приваривают накладку. Верхней полке дополнительной балки придают форму треугольника, соответствующую форме вырезов в основной части. Его нижняя полка обрезается на длину, равную расстоянию до стены основного двутавра.

Монтаж всей конструкции производится по очереди: сначала монтируются основные двутавры, затем к ним добавляются и привариваются дополнительные.

Сваривание стыков балки автоматами под флюсом.

Скажем несколько слов об автоматической сварке стыков. Если балка сваривается под флюсом с помощью сварочных аппаратов, могут применяться разные технологии, а также может меняться последовательность.

Сварку можно производить наклонным электродом, что позволяет делать два шва одновременно. С другой стороны, у этого метода есть и недостатки. При наклонном электроде возрастает риск прорезать полки или стенки балки.

Кроме того, швы могут выполняться в положении, называемом специалистами «лодочкой». При этом создаются наилучшие условия для образования шва, провара и т д. Но к недостаткам этого метода относится необходимость обтачивать изделие после каждого сварного соединения. Этот недостаток решается применением специальных ротаторов.

Процесс сварки стыков балок требует тщательной подготовки, выполнения и контроля расчетов моментов инерции, изгибающих моментов и т д. Важно соблюдать технологию сварки балок, нарушение которой может отразиться на будущей металлоконструкции как на весь.

Замена швеллерами

На практике при возведении строительных конструкций иногда применяют сварку швеллеров между собой для получения двутавра. Если вместо предусмотренных проектом двутавров используются швеллеры, такая замена должна быть согласована.

Согласие на использование альтернативного материала отражено в изменениях, внесенных в соответствующие части рабочего проекта. Возможность замены определяется по результатам проверочных расчетов на прочность, выполненных конструкторами.

Способ применяемой сварки швеллеров между ними также определяется расчетом. Это может быть сварка непрерывным или прерывистым швом, а также с использованием соединительных пластин.

При сварке швеллеров сплошным швом в результате температурных деформаций металла может возникнуть скручивание профиля. Этого явления можно избежать, используя специальные фиксаторы, а также накладывая сварочные швы на небольших участках, при этом стороны соединяемых профилей чередуются.

При необходимости удлинить такую ​​конструкцию выполняется стыковая сварка швеллеров. Места стыковой сварки швеллеров, образующих двутавр, не должны совпадать. Для усиления конструкции сварной шов можно усилить накладкой.

Сварка двутавровых балок между собой встык — Справочник металлиста

Любое сварное соединение ослабляет конструкцию и ее отдельные компоненты.

Поэтому в строительстве для уменьшения сварных соединений при повышенных нагрузках на фермы несущих конструкций принято применять швеллерный и двутавровый металлопрокат.

Швеллерная сварка при монтаже несущих частей конструкции является особо ответственным этапом, но часто вызывает трудности и невозможность соблюдения строгих правил сварки (ГОСТ).

Общие сведения о швеллере

Стальной швеллер представляет собой металлическое изделие, имеющее П-образный профиль поперечного сечения.

Такая конструкция позволяет при минимальном расходе материала, металла добиться высоких конструкционных свойств.

Способы изготовления швеллеров (гибкие на специальном станке или горячей прокаткой) не влияют на выбор способа сварки при их соединении, а только на общие прочностные характеристики.

Основные преимущества швеллера направлены на усиление отдельных компонентов конструкции и заключаются в:

1. Выдерживает большие осевые нагрузки.
2. Обладает высоким сопротивлением изгибу при центральной нагрузке.
3. В возможности соединения без применения сварки.

А также те же преимущества являются и недостатками сварочных каналов.

В настоящее время выпускается пять типов каналов:

• специальный;
• с полками разного размера;
• ровная полка;
• с определенным уклоном поверхностей полки;
• с параллельными краями.

Наибольшая прочность соединения может быть достигнута при сварке равнополочных швеллеров с параллельными кромками полок. Они наиболее востребованы в строительной сфере.

Трудности соединения швеллеров

Швеллеры хорошо зарекомендовали себя для сборных металлоконструкций, но малейшие погрешности в соединении вызывают критический разрыв прочности всей конструкции. Каждое сварное соединение само по себе ослабляет прочность металлоконструкции на 5-7 %, несмотря на то, что металл шва обладает более высокими прочностными свойствами, чем металл основной детали.

Проблема заключается в самой технике сварки, в правильном предварительном подогреве металла и в опыте сварщика.

Неудобное положение при сборке некоторых устройств, а также неправильно подобранный шов приводит к тому, что близкая зона сварки (зона неравномерного проплавления) теряет до 20 % своей прочности.

Это самые уязвимые стыки и их по два на каждый сварной шов, с обеих сторон. ГОСТ предусматривает наиболее распространенные узловые соединения, но не все.

Исход:

1. Нельзя пренебрегать всеми рекомендуемыми стандартами по ГОСТу.
2. Сварка швеллеров по ГОСТ намного прочнее, даже в условиях дополнительного усиления конструкции.
3. Все дополнительные накладки после сварки встык между ними должны выполняться исключительно снаружи воздуховодов.
4. Сварка во внутренних углах швеллера только ослабляет общую конструкцию, поэтому сварка во внутренних углах, как и внутри самого швеллера, нежелательна.
5. Сваривать можно не только по ГОСТу, так как это иногда нецелесообразно, но и исходя из рекомендаций.

Электродуговая сварка

Особенности применения электродов и возможность их выбора по основным характеристикам делают электродуговую сварку наиболее предпочтительной для соединения воздуховодов. Наиболее качественный шов достигается при использовании электродов УОНИ, но есть некоторые особенности их применения.

Рекомендации:

1. Рекомендуется выполнять соединения внахлест.
2. Работа с этими электродами требует опыта.
3. Перед началом работы электрод необходимо прокалить в специальной печи при температуре 250 0С в течение одного часа.
4. Металл должен быть тщательно подготовлен в соответствии с ГОСТ.
5. Для сварки необходимо использовать короткую дугу средней мощности с обратной полярностью.
6. С правильной полярностью сваривать проще, так как электрод горит медленнее, но тогда придется позаботиться о сварочной ванне. Она не должна проходить через арку.
7. При таком соединении важно проверить наличие внутренних дефектов.

Режим сварки и скорость шва напрямую зависят от выбранного типа соединения, но наиболее оптимальной для ручной сварки является скорость 20 м/ч.

Газовая сварка

При соединении воздуховодов чаще всего отказываются от использования кислородной сварки.

Температура нагрева и большая зона нагрева, а следовательно, еще большая околошовная зона слабого нагрева не способствуют выбору этого способа соединения.

Негативные термические воздействия, а также перегрев зоны сварки приводят к ненужным внутренним напряжениям в металле и к серьезной деформации всей конструкции (балки).

А вот газовая резка с последующей обработкой кромок и газовая сварка для исправления дефектов готовых металлоконструкций используются чаще.

Распространенные варианты соединения швеллеров

Для соединения двух каналов друг с другом используются два основных варианта. Выбор варианта подключения зависит от:

• от состояния шва;
• о длине сварного соединения и количестве сварщиков для выполнения;
• от вида нагрузки и зоны ее воздействия (чаще всего это сжатие, прикладываемое к середине середины сечения);
• от толщины и типа канала;
• от максимальной суммарной нагрузки на конструкцию, от требуемой прочности.

Основные виды соединений и наиболее распространенные металлоконструкции из швеллеров достигаются на практике наиболее практичным методом сварки.

Сварка швеллеров согласно ГОСТу.

Применяют электродуговую сварку (ГОСТ 11534) или сварку под флюсом (ГОСТ 15164) электродами УОНИ. Для начала необходимо приварить более толстые элементы — швеллеры к швеллерам, а уже потом менее толстые — стенки.

Сварка встык

Его используют чаще всего, так как он самый экономичный. Если главными критериями соединения каналов являются простота и скорость работы, а не качество и надежность, то стоит остановиться на таком шве.

Сварка должна выполняться с обеих сторон с достаточным проплавлением.

По условиям монтажа и с учетом отсутствия применения такого соединения для сборки отдельных элементов конструкции допускается односторонняя сварка корневой сваркой.

Особое внимание к обработке кромки:

1. При толщине полки швеллера до 6 мм кромки не скошены.
2. При толщине полки до 12 мм скос делается под углом 300.
3. При толщине полки более 12 мм фаску кромок необходимо производить с внутренней стороны швеллера и под тупым углом. При такой толщине можно использовать V-образный и Х-образный шов.

Описание процесса стыковой сварки:

1. Брус монтируется так, чтобы стены находились в горизонтальном положении.
2. Края скошены в соответствии с толщиной металла.
3. Устанавливается вторая балка для сварки швеллера встык с зазором до 3 мм с помощью крана.
4. Швеллеры крепятся пунктирным швом с шагом 40 мм.
5. Проверяется правильность полученной структуры.
6. Основная сварка стыка должна вестись без перерыва, от середины стены в сторону полок.

Чтобы уменьшить как внутренние напряжения, так и общую деформацию балок, рекомендуется также армировать конструкцию сразу после установки балки.

Сварка с накладками

Чтобы избежать распространенного дефекта – трещин, необходимо добавлять вкладыши при стыковой сварке.

Зазор с обработанными кромками в составном стыке не должен быть более 8 мм, а накладка крепится со стороны свариваемых кромок.

Толщина футеровки зависит от режима сварки и толщины основного металла. Для этого типа соединения рекомендуется использовать автоматическую сварку под флюсом.

Все накладки лучше тщательно сваривать по контуру, используя все рекомендации по наложению швов. В ситуациях, когда нет возможности обварить со всех сторон, необходимо заполнить все отверстия антикоррозийной жидкостью.

Описание процесса объединения двух каналов:

1. Швеллеры свариваются встык по ГОСТу или с предварительной обработкой кромок.
2. С внутренней стороны шов тщательно зачищают до ровной плоскости.
3. Внутри швеллера приваривается первая обшивка — стальная полоса той же марки длиной, равной ширине швеллера, умноженной на коэффициент 5. Ширина ленты должна соответствовать ширине швеллера (до закругления к полкам), толщина полосы равна толщине металлоконструкции.
4. Полоска соединяется швами только по продольным сторонам.
5. Второй вкладыш выполняет роль ребра и приваривается к обеим сторонам полосы.
6. Ребро необходимо тщательно приварить по контуру с обеих сторон и приварить вплотную к полосе.

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

Мелкие детали изготавливают с помощью электродуговой или аргонной сварки в зависимости от марки металла, его свариваемости.

Для производства сварных балок промышленным способом используются специальные сварочные линии. Флюсы используются для защиты ванны расплава от окисления.

Сварка балки в автоматическом режиме аналогична ручному изготовлению двутавра. Важнейшие технологические этапы:

1. резка листового металла на полосы нужной ширины на терморезке с программным управлением, средняя скорость резки 1 м/мин.
2. торцевая фрезеровка на плоскофрезерных станках уменьшает зазор стыка между стеной и полкой, улучшает качество сварки;
3. процесс монтажа двутавра осуществляется на высокой скорости на специальном станке, металлические полосы фиксируются прижимными приспособлениями с гидроусилителями; сначала делается Т-образный стык, затем крепится вторая стенка; такую ​​конструкцию удобно сваривать;
4. сварочные работы ведут на машинах портального типа двух типов: а) неглубоко сваривают два шва наклонными электродами; б) шов в «лодочке» выполняется поэтапно: сначала с одной стороны двутавровой перегородки, затем с другой; металл проваривается на большую глубину;
5. последний этап – правка двутавра на специальных роликах, устраняются небольшие перекосы, возникшие при сборке и сварке профиля

Производительность сложных линий высокая, швы прочные, процент брака низкий.

Ту на изготовление сварной балки, сварка металлоконструкций

1.1 Настоящие технические условия распространяются на стальные сварные двутавры, предназначенные для строительных конструкций различного назначения, и устанавливают общие требования к их изготовлению.

1.2 Для размещения заказа покупатель должен предоставить производителю следующие

данные луча:

— указание спецификаций или стандарта;

— объем поставки (теоретический и/или фактический вес);

— группа конструкций по СНиП II-23-81;

— качество стали;

— номер балки по спецификации;

— длина балки;

— дополнительные требования (штанина по шву, наличие полного провара поясных швов и т.д.).

1.3. Спецификации разрабатываются на основании:

— ГОСТ 23118-99 Конструкции строительные стальные. Основные Характеристики.

— СНиП II-23-81 Металлоконструкции.

— ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, элементы конструкции и размеры.

— ГОСТ 14771-76 Сварка дуговая в защитных газах. Соединения сварные.

— ГОСТ 26020-83 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными кромками полок. Ассортимент.

— СТО АЩМ 20-93 Прокат профильный стальной фасонный. Двутавровые горячекатаные балки с параллельными кромками полок. Характеристики.

— СП 53-101-98 Производство и контроль качества металлоконструкций.

1.4. Технические условия определяют требования к качеству сырья, к технологии сборки и сварки при изготовлении сварных балок, а также методы контроля качества сборочно-сварочных работ, нормы браковки сварных соединений и оформление сопутствующей документации.

1.5. Технические условия действуют в связи с нормативными документами, указанными в рабочих чертежах на сварные балки, и должны соответствовать требованиям рабочих чертежей КМД, утвержденных в установленном порядке.

1.6. Издание должностными лицами указаний или приказов, принуждающих подчиненных к нарушению требований настоящих технических условий, является грубым нарушением должностных обязанностей.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1 Конструкторская документация.

2.1.1. Используемая проектная документация должна быть рассмотрена и принята в работу в установленном порядке.

2.1.2. Все изменения проекта (чертежей) в период проведения работ должны быть согласованы с организацией, разработавшей проект.

2.1.3. На чертежах должны быть показаны:

— все необходимые для производства размеры;

– условия и параметры испытаний;

— вид и объем контроля сварных соединений;

— спецификация листа и деталей с указанием количества и массы, качества стали;

2.2. Материалы.

2.2.1 Стальные сварные двутавры изготовляют из горячекатаной стали,

поставляется в листах по ГОСТ 19903 из стали:

— общеуглеродистых и низколегированных толщиной 6 мм и более — по ГОСТ 27772;

— сталь общеуглеродистая толщиной 6 мм и более — по ГОСТ 14637;

— низколегированные толщиной 6 мм и более — по ГОСТ 19281.

Марка, категория качества, класс прочности стали указываются в заказе.

2.2.2. Качество материалов должно быть подтверждено сертификатами производителя.

2.2.3. При отсутствии сертификата или неполноте данных сертификата использование материала возможно только после испытаний и соответствия всех свойств требованиям нормативного документа.

2.2.4. Каждый отдельный лист или пакет листов должен иметь маркировку или маркировку с четким указанием данных:

— режиссер;

— торговая марка;

— номер стандарта или спецификаций;

— размер листа;

— марка материала и номер плавки;

это вес упаковки.

2.2.5. Сварочные принадлежности (сварочная проволока, электроды, флюс, углекислота

и/или газовых смесей) должны применяться в соответствии со СНиП II-23 и обеспечивать, чтобы значения предела прочности металла в сварном соединении были не ниже значения основного металла.

2.2.6. На поверхности листа не допускаются плены, трещины, изъяны, закаты.

Ассортимент сварной балки производства ООО «ЧЗСБ» является аналогом профиля по СТО АЩМ 20-93

3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВАРНОЙ БАЛКИ

3.1. Сечение балки должно соответствовать рисунку 1.

H – высота балки; h — высота пути луча; s — толщина стенки;

t – толщина полки; В — ширина полки

Фигура 1

3.2. Размеры балок, площадь поперечного сечения, масса одного метра балки и геометрические значения по осям приведены в таблице 1.

Таблица №3

Размеры двутавровых балок и т.д.	Мельница ННХ 1500
Длина, л	6000-15000
Высота стены, ч	200 — 1500
Ширина полки, при ее симметричном расположение по отношению к стене, B	200 — 600
Толщина стенки, S	6 — 30
Толщина полки, т	8-40

Наиболее важные технические параметры мельницы приведены в таблице 3 и на рисунке 1.

3.3. По заказу изготавливается сварная балка длиной от 3000 мм до 12000 мм. По требованию потребителя допускается поставка балок до 15 000 мм, при полной проходке изготавливаются балки с толщиной стенки до 12 мм.

3.4. Предельные отклонения по толщине стенки при изготовлении сварной балки и полки балки должны соответствовать предельным отклонениям по толщине исходной заготовки шириной более 1500 до 2000 мм.

3.5. Отклонение от перпендикулярности концов балки не должно выходить за пределы предельных отклонений по длине. За длину балки принимается максимальная длина условно составной сварной балки с концами, перпендикулярными продольной оси.

3.6. Предельные отклонения размеров, геометрической формы сварной балки и шва

швы не должны превышать значений, приведенных в таблице 2, минимальный размер катета шва определяется ассортиментом ЧЗСБ:

К = не менее 4 мм для балок: 25Б1, 25Б2, 30Б1, 30Б2, 35Б1;

К = не менее 5 мм для балок: 35Б2, 40Б1, 40Б2, 45Б1, 45Б2, 50Б1, 50Б2, 55Б1, 25Ш1, 30Ш1, 35Ш1, 35Ш2, 40Ш1, 205К1, 205К1, 205К

К = не менее 6 мм для балок: 50Б3, 55Б2, 60Б1, 60Б2, 70БС, 70Б1, 70Б2, 30Ш2, 40Ш2, 45Ш1, 50Ш1, 50Ш2, 50Ш3, 3,0Ш1, 3,0Ш1, 3,0Ш, 3,0Ш, 3,0Ш1, 3.0Ш, 35К1, 35К2, 40К1;

К = не менее 7 мм для балок: 50Ш4, 60Ш3, 60Ш4, 70Ш2, 70Ш3, 80Ш2, 90Ш2, 100Ш1, 100Ш2, 100Ш3, 40К2, 400К4;

К = не менее 8 мм для балок: 70Ш4, 70Ш5, 100Ш4, 40К5.

3.7. По желанию заказчика концы обрезаются. Предельные отклонения для косого сечения должны соответствовать значению, указанному в таблице 2.

3.8. Виды испытаний, объем контроля сварных соединений выбирают в зависимости от установленного уровня качества по ГОСТ 23118 — 99.

Изготовление двутавровых металлоконструкций

Процесс производства металлических балок двутаврового (или двутаврового) сечения достаточно сложен. Для достижения качественного дизайна при производстве необходимо использование проверенного качественного сырья, современных высокотехнологичных производственных механизмов, а также наличие высококвалифицированного персонала. При этом требуется качественный входной контроль, комплексный контроль всех стадий производства и обработки элементов, а также контроль продукции на выходе. Только такой подход к производству может гарантировать высочайшее качество и эксплуатационные характеристики готовой продукции.

Виды стыковки двутавровых балок

По типу обработки деталей они делятся на два типа — сварные и болтовые. Есть еще заклепочное соединение (разновидность болтового соединения), но оно сейчас практически не используется. Давайте подробнее рассмотрим современные технологии.

Сварная стыковка

В этом случае двутавры соединяются через прокладку или с помощью накладок. При выборе первой технологии прокладку вырезают из стальной пластины, по толщине сопоставимой с полками. По сути, это прямоугольная деталь, размеры которой немного больше ширины и высоты балочной части. Алгоритм действий следующий:

• Два соединенных участка балки укладывают на горизонтальное основание, что обеспечивает соосность свариваемых элементов.
• Их концы в местах сварки предварительно подгоняют подрезкой под прямым углом.
• Края скошены под углом 45º для получения более глубокого шва.
• Обе детали и прокладка между ними крепятся к станине хомутами и привариваются к прокладке с двух сторон. Обычно после крепления сначала привариваются полки, а затем стенки.

Сварка также выполняется без снятия фаски. В этом случае детали сначала соединяют точечной сваркой с зазором в два диаметра электрода, который будет использоваться для основного сварного шва, и проверяют геометрию стыка. Затем осуществляют сварную заливку отверстий.

Преимущества соединения балок через прокладку – простота и малая трудоемкость. Эта технология не требует точной подготовки кромки.

Сварное соединение с использованием накладок

Соединение балок с помощью накладок намного прочнее соединения через прокладку, поэтому применяется в ответственных строительных конструкциях. Для соединения подготовлены четыре прямоугольные площадки – две на стену (с обеих сторон) и две на полки (по одной на каждую). Он имеет несколько функций:

• Подушки для полок должны быть не меньше ширины самой полки, а для настенного элемента они должны быть достаточно широкими, чтобы поместиться поверх стены, не создавая зазора.
• Накладка на стену может быть как прямоугольной, так и ромбической формы – со срезанными углами. При этом оба края накладки должны быть симметричны по отношению к оси бруса.

Технология подключения следующая:

• Оба конца брусков подворачивают под прямым углом, края зачищают на 1 см по каждой плоскости, в них вырезают фаски под углом 45° для более прочного шва.
• Детали крепят торцом друг к другу с минимальным зазором на станине, схватывают и проверяют совпадение осевой геометрии.
• Затем сначала привариваются полки, затем стенки.
• На втором этапе сварные швы полученной балки зачищают болгаркой, снова устанавливают на станину и фиксируют хомутами крепи.
• Каждая нажатая подушечка обваривается по всему контуру.

Преимущество соединения балок с помощью накладок состоит в том, что общая длина накладных швов заметно больше, чем длина шва в стыке через проставку. Именно поэтому накладная стыковка считается более надежной, она способна выдерживать большие деформационные нагрузки.

Сварное соединение балок под прямым углом

Чтобы он был прочным, рекомендуется использовать следующую технологию:

• В верхней полке основного бруса вырежьте равнобедренный треугольник со сторонами от края полки к стене.
• Отрежьте верхнюю полку прикрепленной балки так, чтобы форма совпадала со срезанным углом главной детали.
• Отрежьте нижнюю полку соединяемой балки так, чтобы стенки обеих частей соприкасались под прямым углом.
• После подгонки соединения, шлифовки всех торцов шлифовальным кругом и снятия фаски приступайте к сварке. Скрепите детали струбцинами так, чтобы зазор между ними был минимальным. Закрепив и проверив геометрию, приварите контуры полок, затем стенок. Для увеличения прочности соединения приварите на полки прямоугольные пластины.

Аналогичным образом соединяются балки под другими углами, при этом вырезы для полок формируются шаблонами и фурнитурой.

Болтовая стыковка

Эту технологию выбирают, когда требуется разборное соединение. Собирается на болтах по индивидуальным чертежам или эскизам. Также выполнены дополнительные крепежные детали с отверстиями, которые привариваются к балкам. Используются как обычные, так и особо прочные болты. Отверстия при сверлении располагают не ближе, чем на три диаметра друг от друга. Также важно, чтобы доступ к элементам конструкции был открыт, не возникало сложностей с монтажом и демонтажом.

Для преобладающих вибраций и переменных нагрузок болтовое соединение двутавров считается более прочным. Причем эту прочность легче контролировать, чем в сварном соединении.

Преимуществом болтовых соединений является отсутствие механических напряжений, характерных для сварных соединений. Недостатками являются более высокая цена соединений, которая увеличивается за счет дополнительных деталей, увеличение сложности монтажа и необходимость периодического контроля и ремонта.

Стыковка двутавров — сложная инженерная задача. Его можно проводить только по чертежам или под контролем специалистов. Основанием для выбора технологии соединения являются требования к надежности конструкции и условиям эксплуатации.

Способы соединения двутавров

При монтаже балочных конструкций выполняются сварные соединения элементов в различных сочетаниях. Среди них можно выделить типовые способы соединения двутавров.

Встык

При сварке встык свариваемые фрагменты затупляются с предварительно обработанными концами. Механическая обработка заключается в том, что на торцах выполняют угловую фаску для более глубокой сварки стыка.

Учитывая несущие функции двутавров, их соединение не ограничивается выполнением торцевых швов. Для усиления зоны стыковки обычно применяют четыре накладки – по одной на каждую из полок, и по одной на каждую сторону стены.

Накладки представляют собой прямоугольники из металлических листов. Их укладывают поверх соединительного шва, а затем приваривают по периметру. Накладки на полки делаются на всю ширину полки двутавра, накладки на стену — на всю высоту стены.

Под прямым углом

Такое соединение выполняется между основными и второстепенными несущими двутаврами каркасной конструкции, находящимися на одном уровне. В связи с этим основная балка служит опорой для второстепенной.

Сварочные работы выполняются в следующем порядке. В верхней полке основного двутавра выполнен вырез в виде равнобедренного треугольника с углом, близким к прямой.

Верхняя полка второстепенного двутавра вырезается для вставки в треугольный вырез основного двутавра, а ее нижняя полка обрезается на половину ширины.

Результат должен быть следующим. Точная совмещение вырезов верхних полок двутавра, соединяющих торец стенки второстепенного двутавра с боковой гранью стенки основного двутавра и примыкающий срез нижней полки двутавра второстепенной двутавровой балки к полке основной двутавровой балки.

Полученное таким образом стыковое крепление двух перпендикулярных двутавров усиливается накладкой из пластин, приваренной снизу.

Сваривание двутавра со швеллером под прямым углом

Такое соединение выполняется, если второстепенный двутавр является швеллерным. Если стенки двутавра и швеллера имеют одинаковую высоту, можно поступить следующим образом.

Верхняя полка швеллера срезана под углом 45°, сделан вырез, аналогичный по форме верхней полке двутавра. Нижняя полка швеллера срезана таким образом, чтобы срез при соединении находился на одной линии с нижней полкой двутавра, а стенка швеллера упиралась в стенку двутавра. Так же, как и в предыдущем случае, соединение усиливается накладкой снизу.

Инженерный ум не стоит на месте. Кроме описанных технологий сварки могут быть использованы вновь созданные; устаревшее сварочное оборудование заменяется обновленным, модернизированным или принципиально новым. Вполне возможно, что традиционная сварка однажды уступит место другой технологии с неразъемными соединениями.

Комбинированные соединения двутавровых стальных балок

Сварной болтовой способ соединения Н-образных профилей востребован в строительстве с большими пролетами. Шаги процесса:

• соединение с использованием высокопрочных болтов и втулок;
• ленточная сварка;
• закрытие технологических окон накладками.

Все болтовые элементы должны идеально прилегать к поверхностям и иметь ровные углы.

Тип соединения двутавра встык или под углом выбирается в зависимости от функционального назначения. Эта металлопродукция востребована в промышленном и гражданском строительстве для возведения опор, высоких колонн, переходов, больших пролетов и устройства подкрановых путей.

Металлический двутавр изготавливается ступенчато. В первую очередь металл нарезается на полосы необходимых размеров. Для улучшения провара края обрезаются на специальном станке. Подготовленные полосы собираются на сборочном стане. Они помещаются на подающий конвейер, зажимаются, позиционируются и закрепляются. Сборка завершается сваркой на специальном станке. Он сваривается двумя комплектами головок для дуговой сварки под флюсом. Двутавровая балка в основном состоит из трех элементов. Поясные швы сваривают сварочными автоматами, а подкосы чаще приваривают вручную, в крайнем случае — полуавтоматически. Сварные конструкции собираются разными способами: с помощью хомутов и скоб или на специальном приспособлении.

металлический двутавр: процесс производства

Готовый двутавр очищают от ржавчины, жира, грязи и других отложений с помощью дробеструйной установки. После этого заметно улучшается качество лакокрасочного покрытия.

При сооружении конструкции швы поясов иногда сваривают по ручной технологии. Тогда порядок сборки полностью меняется. Сначала на пояс в нижней части конструкции монтируется вертикальная стенка, за ней распорки. Они улавливаются и ремень крепится в верхней части. Собранную конструкцию зажимают струбцинами и приступают к сварке.

на фото металлическая балка двутавр

Самым ответственным этапом монтажа является стыковка двутавровых балок. Швы поясов в обе стороны от стыка не провариваются на длину, в полтора раза превышающую ширину пояса. Стык двутавров сваривается в следующем порядке: стыки вертикальной стены привариваются два пояса, первый работающий на растяжение, затем второй работающий на сжатие. Соединение завершается сваркой швов ремней в тех местах, которые остались несваренными.

Сварная конструкция имеет много преимуществ перед катаной, и в первую очередь это ее более высокие прочностные характеристики при массе, примерно на треть меньшей, чем у катаной.