Сварка двутавровых балок между собой встык

Как самостоятельно сделать двутавр сварной — этапы и особенности

Двутавровая балка, также известная как двутавр, — элемент, который довольно долгое время применяется в построении конструкций. Раньше ее использовали лишь в промышленном строительстве крупных масштабов.

А теперь двутавр всё больше встречается и в небольших частных строительных работах. Такое распространение связано с тем, что в производство запустили двутавровые балки с особой конструкцией.

Их применяют при строительстве гаражей, небольших магазинчиков, загородных домов и пристроек.

Актуальность вопроса

Как сделать двутавровую балку самому? Мы поделимся с вами основными этапами этого процесса и расскажем о нюансах, которые важны в процессе работы, если вы хотите избежать деформаций.

Сварная двутавровая балка изготавливается из черного металла. В разрезе она напоминает букву «Н». При изготовлении двутавра тавровое соединение используется два раза. За счет этого он и получил своё название.

• прокатные — заготовки для них прокатывают вдоль станка;
• составные (сварные) — несколько заготовок на производстве сваривают друг с другом; их используют чаще всего, потому что при необходимости сделать их можно и на строительной площадке.

Преимущества двутавровых балок

У двутавровых балок есть множество преимуществ. Их можно использовать для того, чтобы перекрыть большие пролёты. Для этого даже не понадобится строить несущую стену. Они устойчивы и могут выдержать вертикальные и горизонтальные серьезные нагрузки.

Двутавры устойчивы к погодным перепадам и коррозии, невоспламеняемые. Их использование значительно ускоряет построение здания. Эти и многие другие причины определяют популярность двутавровых балок в промышленном и частном строительстве.

Явные недостатки можно заметить только у прокатных двутавров. Максимальный размер таких — двенадцать метров. Если же нужно длиннее, найти такую не получится, ведь часто заводы не имеют подходящих станков. Возможности сделать прокаты по индивидуальному заказу нет, а разнообразие изделий на строительном рынке оставляет желать лучшего. Из-за таких проблем потребители чаще используют стыковые балки.

Составная двутавровая применяется чаще, чем прокатная по нескольким причинам. Такая балка имеет большую прочность при меньшем весе конструкции. Цены на сварочное изделие ниже, так как изготавливают его из сплава разных видов стали. Создание проката требует использование только заготовок из одного типа стали.

В строительстве сварной тип изделия более универсален. Использование разной стали даёт возможность регулировать металлоёмкость в зависимости от нагрузки.

В месте, где загруженность невысокая, можно использовать лёгкие сплавы, а в частях здания, где давление больше — использовать балки из стали высокой прочности.

И, если размер проката ограничен возможностями и размерами станка, то сварным способом возможно выполнить балки любого размера. Сделать балку, ширина которой будет разной на противоположных концах, на прокатном станке дорого. С составным типом двутавров такой проблемы нет.

Процесс изготовления

В качестве составляющих для варки двутавров рекомендуется использовать легированную сталь. Изделия из неё хорошо впишутся в конструкцию частного дома, однако при масштабном строительстве этот материал проявляет себя не с лучшей стороны.

Изготовление двутавра трудоёмкий процесс, и, если у вас нет опыта в сварочных работах, лучше нанять для этого мастера. Если вы решительно настроены сделать всё своими руками, то следующие советы для вас.

Первый этап — подготовка всех частей, которые впоследствии станут балкой. Необходимо точно высчитать размер составляющих и уровень давления, который они должны выдержать. При помощи хомутов соедините детали в одно целое, учитывая рёбра жесткости. Проще будет начать сборку с вертикальных частей.

Важно найти помощника, так как детали тяжелые и соединить их в одиночку нелегко. Для создания двутавра рекомендовано автоматическое или полуавтоматическое сварочное оборудование.

Важно наличие флюса — благодаря ему материал не будет разбрызгиваться по сторонам. Можно использовать и технику с применением электродного стержня, но этот способ более трудоёмкий. В конце изделия обрабатываются составом против коррозий.

Самостоятельная сварка — это всегда риск. Неправильное выполнение работы может привести к деформации целой конструкции как до монтажа, так и после.

Для сокращения внутренних деформаций применяют различные техники и очередности сварочных швов. Основными считаются каскадный и обратноступенчатый способы выполнения шва.

Возможные проблемы и особенности

Чтобы не сталкиваться с основными проблемами, вы должны обеспечить, чтобы готовое соединение не работало на растяжение. Отсутствие этой ошибки в работе предотвращает нежелательные изменения конструкции во время монтажа. Нельзя варить все части сразу. После соединения первых деталей подождите несколько минут, чтобы избыточное напряжение не накапливалось в металле.

Тавровые соединения сложно выполнить новичку. При работе с ними нужно учесть все нормативные требования, ведь, если балка станет основой непрочной конструкции, безопасность людей будет под угрозой.

Если до этого вы никогда не выполняли тавровые швы, перед началом работы стоит потренироваться на лишних частях стали. Тавровый шов желательно делать за один подход. Так его прочность будет высокой. У новеньких с этим возникают проблемы в виде подрезов, которых нужно избегать. Поэтому практика перед созданием балок для перекрытия — обязательное условие изготовления двутавров.

Варка электродом имеет особые условия. В случае, если одна из частей балки меньше по толщине, электрод следует наклонять на 60 градусов. Если деталь, которую вы привариваете, толще, то стержень следует держать ровно.

Варианты таврового соединения разнообразны: оно бывает односторонним со скосом, двусторонним без него и наоборот. Скосы могут идти по кривой линии или быть симметричными. Мастера сварочных работ учитывают всё это, чтобы сформировать шов. Именно поэтому наём сварщика с профильным образованием — разумное решение.

Человек со стажем лучше определит желательный тип соединения, рассчитает уровень нагрузки и давления, параметры самой балки. Балка будет основой для кровли и системы скатной крыши, второго, третьего или даже четвертого этажа дома.

Заключение

Двутавровые балки, сваренные с соблюдением всех норм строительства, станут хорошей заменой обычным перекрытиям между этажами. Без учета большого числа особенностей и нужных расчётов крыша, основанная на неправильных балках, точно долго не проживет.

Покупать двутавры лучше у проверенных поставщиков или производителей. Если их качество покажется вам сомнительным, вы будете вправе вернуть или заменить их. А крупные заводы всегда имеют сертификаты, подтверждающие, что их изделия соответствуют нормам ГОСТов.

Варить балки на стройке не стоит, если у вас недостаточно опыта. Лучше закажите их в строительном магазине или найдите надёжного рабочего для этой задачи.

Как соединить двутавровую балку между собой

Двутавровая балка или двутавр представляет собой рациональный металлический профиль, изготовленный из низколегированной стали на металлургическом комбинате. В поперечном разрезе похож на букву «Н». Обладает самым большим коэффициентом сопротивления и жесткости.

Применяется при возведении мостов, высотных зданий, строительстве колонных металлоконструкций, промышленности, эстакад, больших пролетов, шахт и других сооружений, выполняющих нагрузку на сжатие. Может использоваться в качестве самостоятельного сечения, либо составного. Чтобы понять методы соединения балок, нужно знать особенности их различных видов. Каждый из них соответствует определенной области применения.

Основные виды металлического двутавра:

• Широкополочные (12-и видов), колонные (пяти видов), нормальные (10-и видов);
• Мостовые – с уклоном полочных граней;
• Обычные – небольшим уклоном до 12% для укрепления строительных конструкций;
• Специальные;
• С уклоном не более 16% применяют при строительстве шахтных стволов.

Способы соединения балок

Двутавровые профили состоят из трех основных элементов – одной стенки и двух поясов. Для каждого вида балок рассчитаны свои ребра жесткости, чем выше балка, тем выше показатели прочности поясов.

В зависимости от конструкции, назначения и места применения двутавров существуют следующие виды их соединения:

Цельносварные. Выполняется при зафиксированном положении балок. Для этого их укладывают на стеллажи-фундаменты или другие жесткие основания. Цельносварной стык имеет две вставки в верхнем поясе, расположенных симметрично по отношении к стенке и одну вставку непосредственно в стенке. Существует определенный порядок выполнения стыковых соединений, выполняемых автоматами:

• нижнего пояса (если нужно здесь также монтируется вставка);
• вставки стенки вертикальными швами;
• вставки верхнего пояса.

После выполнения первых 4-х стыков в обязательном порядке проверяют деформации – угловую и осевую. При необходимости проводят их корректировку. Она нужна для учета соединения сваркой следующих стыков. Для дополнительного усиления строительной конструкции используется балка 16.

При помощи высокопрочных болтов. Для соединений высверливают отверстия, согласно проектным данным. Для болтов класса «А» их продавливают или высверливают меньшего диаметра с последующим увеличением до заданного проектом. Один узел должен быть закреплен одним болтом. Под головки и гайки монтируют шайбы соответствующего размера согласно определенным ГОСТам.

Комбинированные – болтосварные соединения чаще всего используют в пролетном строительстве. Вначале производят соединение при помощи высокопрочных болтов и накладки. Затем сваривают соединения поясов. Далее при помощи накладок и прокладок закрывают технологические окна.

Чтобы оставить доступ для сварки стыка нижней части плиты, которая находится под двутавром в цельносварном шве в нижнем поясе, монтируют вставку. Такие же можно использовать и в других поясах болтосварного соединения. Двутавровые балки различают не только по углу уклона и размеру поясов. В зависимости от назначения их изготавливают из различных металлов – стали, алюминия и других сплавов. Их характеризуют по толщине стенок, массе, длине, способу производства и др. Поэтому и способы соединения балок могут быть самыми разными.

Недостаток сооружений, в конструкции которых использованы двутавровые балки – быстрое старение сварных швов. Чтобы предотвратить этот процесс конструкции подвергают регулярной обработке и грунтовке в несколько слоев.

Методы сварки балок с двутавровым сечением

3D сверление

Производители используют несколько методов сварки изделий, выбор которых зависит от оборудования и вида приспособлений. Для получения поясных длинных швов применяется автоматическая сварка под флюсом. В результате швы получаются отличного качества по всей длине балки. Применение жидкого флюса для сварки позволяет снизить себестоимость продукции, расплавленный металл медленнее остывает и минимизируется разбрызгивание металла из рабочей зоны.

Кроме этого метода, возможно использование дуговой (ручной и полуавтоматической) сварки. В этом способе применяются кондукторы в комплексе с зажимами, хомутами или прихватками. К недостаткам этого типа сварки относится большой расход расплавленного металла из-за его угара и разбрызгивания. Для производства балок с сечением в виде двутавра может выполняться сварка «встык», а для этого применяется следующее оборудование: консольное и портальное, сварочные манипуляторы и самоходные тракторы.

Особенностями консольного и портального оборудования является получение шва высокого качества и хорошая провариваемость изделий. Сварочные манипуляторы характеризуются универсальностью и надежностью, а их использование позволяет выполнять различные сварочные работы. Для производства двутавровых балок в небольшом количестве рационально применять специальные сварочные самоходные тракторы, которые характеризуются простой эксплуатацией. Портальная установка подходит для дуговой автоматизированной сварки на стапелях и под действием флюса. Состоит такая установка из портала (главный элемент с высокой жесткостью), сварочной головки, стапеля, рельсового пути и концевых выключателей.

Соединение двутавров

Самым надежным металлическим профилем для возведения металлоконструкций является двутавр.

Крепление двутавра к двутавру выполняют сваркой встык между собой при создании несущих конструкций межэтажных перекрытий, куполов и арок.

Как сваривать двутавровые балки

Преимуществом метода является обеспечение высокой надежности соединений.

Особенности сваривания

Сначала сваривают стыки и стенки поясов двутавров. В балках стыковые швы являются основными. Чтобы уменьшить остаточное напряжение необходимо варить без закреплений в обрабатываемых листах.

Как правильно сварить двутавры?

Необходимо следить, чтобы между стыкующимися кромками зазор был в допустимых пределах, иначе все усилия будут сведены на нет.

Правильное расположение осей проверяется с помощью длинной линейки. Если имеется смещение, его легко убрать посредством клина. Необходимый зазор выполняется с помощью сборочной планки. Стык сваривают высококачественными электродами или под флюсом, также можно применять полуавтомат.

Как приварить двутавр к двутавру?

• Сварка в горизонтальном положении.Выполнять работы легче, если поясные швы сваривают «в угол» двумя автоматами, а вертикальная стена находится в горизонтальном положении. Ось в продольном направлении искривляется минимально, поскольку прогиб по горизонтали практически удален за счет обратного прогиба после сварки второй пары.
• Сварка в вертикальном положении.Остаточный прогиб виден в месте, где сделана первая пара швов. Когда сварные соединения двутавров выполнены, проводят разметку поперечных ребер жесткости. Приваривают их вручную или полуавтоматом.

Чтобы выполнить узел крепления одного отрезка двутавра к другому двутавру, используют накладки.

Перед установкой накладок с двух сторон от стенки и снаружи полок, нужно обрезать их по форме ромба и обварить косыми швами. Такие работы необходимы, чтобы выступающие полки не препятствовали наложению сварочного шва по стороне накладок. Рекомендуется располагать накладки симметрично продольной оси балки. Такой способ станет отличным решением для выполнения конструкций, испытывающих незначительную нагрузку.

Причиной является свойство накладок концентрировать напряжение у швов, поскольку форма сечения изменяется.

На сегодняшний день сварочное производство занимает своё значительное место в машиностроении, строительстве и прочих трудовых сферах, которые включают в себя огромный объём работ и производство массивных конструкций. Благодаря сварочному производству, стало возможным существенное облегчение деталей.

Соединение двутавров

Посудите сами, ведь раньше для создания огромных балок использовались штыри, болты, заклёпки, которые и скрепляли их между собой. Такой способ хоть и надежен, но дополнительные крепления увеличивают массу готового изделия, что не очень хорошо может сказаться на фундаменте всего здания, и уже не говоря о себестоимости производства. Но производство сварных балок стало настоящим открытием в строительстве – скорость и сравнительно меньшая масса по сравнению с тяжелыми штырями и болтами поспособствовали увеличению темпа строительства, появления высотных зданий и снижение нагрузки на фундамент.

В данной статье будет рассмотрена технология изготовления сварной балки и ее особенности.

Сварка швеллеров: способы стыковки, как варить швеллера

Швеллер — это популярный на сегодняшнее время металлопрокат, который используется для строительства всевозможных конструкций. Для соединения швеллеров чаще всего применяется сварка, поскольку именно она способна обеспечить требуемую надежность металлоконструкции. Однако, при несоблюдении технологии сварки швеллеров, может произойти её ослабление.

Именно по этой причине к сварке швеллера предъявляются особые требования. В данной статье сайта про ММА сварку mmasvarka.ru будет рассмотрена технология сварки швеллеров, которая включает в себя различные нюансы, например, виды стыковки, алгоритмы осуществления сварочных работ, а также другие нюансы.

Виды стыковки швеллеров

От того, каким именно видом будет осуществлена стыковка швеллеров, всецело зависит прочность и надежность металлоконструкций. Всего различается пять видов стыковки:

• Стыковка швеллеров, когда их полки обращены вовнутрь;
• Смещенное размещение полок;
• Перпендикулярное и диагональное размещение;
• Стыковка швеллера с расположением полок наружу. В данном случае образуется такой металлопрокат, как двутавр.

Выбор того или иного вида стыковки швеллеров зависит от многих особенностей конструкции, а также, от условий проведения сварочных работ.

Как правило, определиться с выбором какого-то конкретного вида, позволяют следующие моменты:

• Как именно будет происходить наложение сварочных швов;
• Общая нагрузка на металлоконструкцию и её требуемая устойчивость;
• Протяженность сварочного шва и его другие особенности.

Итак, разобравшись с видами стыковки швеллеров, можно перейти непосредственно к способам сварки этого популярного и востребованного металлопроката на сегодняшнее время.

Сварка швеллеров: электроды и способы соединения

Соединение швеллеров может быть осуществлено как газовой сваркой, так и электросваркой. Что касается ручной дуговой сварки, то для соединения такого металлопроката как швеллер, следует отдавать предпочтение только качественным и проверенным временем электродам. Одними из таких, являются электроды УОНИ, которые как раз и предназначены для сварки серьезных металлоконструкций.

Когда осуществляется сварка швеллеров электродами УОНИ, следует учитывать такие особенности проведения работ:

• Рекомендуется варить швеллера внахлёст;
• Перед использованием электродов УОНИ, их рекомендуется прокалить перед работой в специальной печи, не менее одного часа при температуре в +250 градусов;
• Варить швеллера без маломальского опыта не рекомендуется;
• Обязательно нужно надлежащим способом подготовить место соединения швеллера, очистить его от грязи и ржавчины;
• Для сварки швеллеров необходимо выдерживать короткую дугу средней мощности, а варить швеллер, лучше всего используя для этих целей сварку на постоянном токе и с обратной последовательностью.

Также следует понимать, что металлоконструкция из швеллеров, сваренная электродами УОНИ не должна подвергаться в процессе эксплуатации температурам ниже сорока градусов.

Способы сварки швеллеров между собой

Рассмотрим самые популярные способы сварки швеллеров между собой. Ну а те начинающие сварщики, кого интересует вопрос, в чем отличие электродов УОНИ от МР-3 , могут получить информацию в предыдущей статье на канале. Самыми ходовыми способами соединения швеллеров между собой, являются: сварка встык, с накладками, внутрь, смещённое соединение.

Сварка швеллера встык — данный способ используется преимущественно для конструкций, которые не будут подвергаться чрезмерным нагрузкам в процессе эксплуатации. Способ соединения швеллера встык, предполагает хорошую толщину провара с тыльной или лицевой стороны швеллера.

Сварка швеллера с накладками — для этих целей используется специальная накладка из металла, которая располагается с той же стороны, что и сварочный шов. При этом между двумя швеллерами делается минимальный зазор в 5-8 мм.

Соединение швеллера вовнутрь — прибегают к данному способу соединения швеллеров, как правило, в том случае, если нужно собрать усиленную пустотелую балку. Сварочный шов выполняется согласно ГОСТу, с образованием небольшого зазора или же с разделением кромок.

Смещённое соединение швеллера — наиболее сложный способ, для осуществления которого требуется сразу два электросварщика.

Электрооборудование, свет, освещение

Возведение современных сооружений и зданий невозможно без металлических конструкций и металлопроката. Металл – один из старейших материалов, который люди использовали еще с давних времен. С развитием технологий среда применения металлических изделий значительно расширилась: из металла изготавливают множество конструктивных элементов и заготовок. Швеллеры, трубы, металлические уголки и двутавры широко используются при возведении зданий. Поэтому частные застройщики и интересуются, как сварить швеллер или двутавр.

Содержание:

Использование швеллера

Швеллер представляет собой металлическое изделие, которое получается посредством прессования и горячего проката на производстве. Швеллер от других изделий металлопроката отличается своеобразным П-образным сечением, которое позволяет добиться высокого сочетания конструкционных характеристик при минимальном расходе металла.

Понятие швеллера

Материалом для изготовления швеллеров является алюминий, низколегированная и углеродистая сталь. Номер швеллера равняется расстоянию между его 2 внешними гранями. Бывают швеллеры специального и общего назначения. Изделия имеют высоту порядка 40 – 500 и ширину полок близко 32 — 115 миллиметров. Зависимо от длины конечного изделия, они бывают мерной, кратной мерной и немерной длины, кратной мерной и мерной длины с остатком около 5% от массы партии.

Если вы хотите знать, как выглядят швеллеры, и какими они бывают, то нужно обратиться к их классификации. Существует 5 серий швеллера: специальная серия, серия с определенным уклоном внутренней грани полок, экономичная серия с параллельными гранями полок, легкая серия с параллельными гранями полок и серия с параллельными гранями полок. Нержавеющие швеллеры также характеризуются повышенной жесткостью и высокими эксплуатационными характеристиками.

Как важные конструкционные элементы швеллеры применяют в станкостроении, машиностроении, вагоностроении и строительстве. Хорошие прочностные характеристики позволяют применять швеллеры при возведении больших построек на стержневой основе, строительстве мостов, установке больших пролетов в жилых и промышленных зданиях.

В строительной сфере швеллер применяют для сборки металлоконструкций. Перфорированные швеллеры позволяют создавать прочные металлоконструкции вдали от производственной площадки. Швеллер служит для ремонтных работ, изготовления стеллажного и складского оборудования, армирования железобетонных конструкций, создания опор линий электропередач, нефтяных вышек и мостов.

Широкая сфера использования швеллера позволяет использовать для его изготовления обычную и нержавеющую сталь. Нержавеющие швеллеры хорошо себя зарекомендовали себя как изделия для работы в агрессивных средах с риском повышенной коррозии. Гнутые швеллеры широко используются при возведении каркасов.

Сварка швеллеров

Чтобы узнать, как сварить два швеллера, вам предстоит выбрать один из двух вариантов. Выбор напрямую зависит от условий эксплуатации, другими словами от нагрузок, которые действуют на конструкцию, ее длину и степень ответственности. Швеллеры, скорее всего, будут подвергаться внецентренному изгибу или сжатию, потому что можно осуществить чистое сжатие, если нагрузки приложены в центре ядра сечения изделия.

Перед началом сварки необходимо свериться со стандартом ГОСТ и пересмотреть все необходимые параметры. Вы, безусловно, знаете, что любые сварочные соединения ослабляют первоначальную конструкцию. Сварочные швы при этом будут иметь большую прочность, чем главный металл, однако на границе сплавки металл на 10-20% потеряет собственную прочность.

С целью сварки швеллеров принято использовать электроды УОНИ, которые позволяют создать самый качественный шов. Однако с подобными электродами нужно уметь работать. Если раньше вы не знаете, как приварить швеллер с помощью электрода, и никогда не использовали этих электродов, то стоит предварительно потренироваться на заготовках, что похожи на будущую конструкцию.

Электроды являются стержнями из металла, что имеют специальное покрытие, от которых зависит качество шва, его стойкость, прочность и сопротивляемость ржавчине, а также служат инструментом для электродуговой сварки. По ним протекает ток. Качественный шов без электродов выполнить невозможно. Сегодня известно несколько видов механизированной сварки швеллеров, однако по-прежнему популярностью пользуется методика ручной дуговой сварки.

Электроды УОНИ применяются для сварки наиболее ответственных узлов. Конструкции, что варятся этим электродом, изготовлены из углеродистых и низколегированных сталей. Эти электроды рекомендуются к использованию в условиях работы сварной конструкции при температуре до минус 40 градусов мороза. Ток должен быть постоянным, полярность – обратной.

Львиную долю конструкции принято изготавливать именно этим способом сварки. Перед сваркой швеллера при помощи электродов УОНИ нужно полностью избавить металл от загрязнений и ржавчины. Сварку проводят на полярной стороне короткой дугой. Возьмите на заметку, что во время практических тренировок вы можете потратить близко пяти килограммов электродов за одну неделю перед тем, как усилить швеллер.

Для соединения двух швеллеров путем сварки полками внутрь необходимо разделать кромки или проводить сварку с зазором. Между деталями принято оставлять зазор в 3 миллиметра. Если вы этого не сделаете, наплавка на металл пойдет горкой, а последующая зачистка болгаркой заподлицо спровоцирует то, что шов ослабнет.

Чтобы правильно сделать шов, сварите для начала более толстые элементы, потом можно браться за более тонкие. Следует запомнить, что все накладки обваривать необходимо по контуру. Если не сделать этого, то между данными деталями получатся зазоры, в которые может попасть влага, что провоцирует развитие щелевой коррозии. А коррозия, что накопилась за года, способна разорвать конструкцию.

Если вы не знаете, как правильно сварить швеллер без помощника, то можете для этого применять струбцины. Варить можно прихватками. Выполните с одного конца швеллера шов, а потом второй. Поступите с другого конца аналогично. Потом по очереди можно две стороны прихватками через один метр. Если шов заварить полностью, то другой разойдется. Варить необходимо с разных сторон и различных концов.

Использование двутавров

Двутавр называют наиболее рациональным профилем для элементов, которые работают на изгиб в плоскости самой большей жесткости, потому что по сравнению с прочими профилями он имеет большой момент сопротивления. Двутавровые профили находят применение в конструкциях, которые работают на сжатие в качестве составного или самостоятельного сечения. Именно поэтому перед тем, как соединить двутавр, нужно узнать об особенностях этого процесса.

Понятие двутавров

Металлургические заводы зависимо от геометрических параметров выпускают несколько разновидностей двутавров, которые соответствуют определенной области применения. Обыкновенные двутавровые балки имеют уклон внутренней грани полок и обозначаются соответственным их высоте номером.

В ассортимент входят профили от номера 10 до номера 60. У большинства двутавров по условиям технологии прокатки стенки намного толще, чем это требуется условиями их устойчивости. Небольшая ширина полок провоцирует то, что жесткость балки значительно отличается от главных осей. Если вы хотите знать, как сварить два двутавра, то помните, что нужно обеспечить устойчивость балки и предусмотреть её промежуточное закрепление.

Широкополочные двутавровые балки имеют грани полок, что размещены параллельно друг другу. Прокатываются подобные двутавры трех типов: широкополочные, нормальные и колонные. Высота балочных профилей достигает 1000 миллиметров. Колонные профили отношение ширины к высоте полок имеют больше, чем балочные, что повышает устойчивость элемента в плоскости самой малой жесткости и не нуждаются в дополнительном закреплении.

Тавровые профили металлургическими предприятиями не прокатываются, их получают посредством продольного роспуска широкополочного двутавра. Их можно использовать в качестве самостоятельного элемента поясов ферм. Для тельферов и подвесных кранов используют специальные двутавры с повышенной толщиной для предотвращения отгиба полок.

Сварка двутавров

Двутавровые балки состоят из 3 удлиненных листовых элементов, к которым относятся стенка и два пояса. Специально для высоких балок рассчитаны ребра жесткости, повышающие устойчивость сжатых элементов. В таких балках основные швы представляют собой стыковые швы поясов и стенки, а также угловые швы, соединяющие пояс и стенку.

Во время создания сварной двутавровой балки сначала узнайте, как рассчитать двутавр. Принято сварить стыки поясов и стенки, потому что эти швы выступают самыми ответственными. При сборке пояса и стенки необходимо, чтобы продольные оси листов, что состыкуются, ложились по прямой линии. Следите, чтобы смещение стыков за пределы допускаемых норм не выходило.

При этом выдерживайте зазор в соответствии с чертежом. Собранные стыки необходимо сварить вручную с помощью высококачественных электродов, полуавтоматом или автоматом под флюсом. После того, как вы сварили пояса и стенку, они отправляются на сборку балки.

Двутавровую балку собирают из трех главных элементов, швы которых принято сваривать автоматом. Обязательно устанавливаются поперечные ребра жесткости. Нанесите две риски посередине пояса, их расстояние должно ровняться толщине вертикальной стенки. В метре друг от друга установите и прикрепите сборочные уголки. Также вы можете использовать хомут для уничтожения зазора между поясом и стенкой.

Однако самым главным моментом является процедура сварки стыков балок. Если вы не помните, как правильно сварить двутавр, то стоит незаваренными оставить поясные швы на длине в 1,5 метров с каждой стороны от стыка. Монтажные стыки необходимо создавать в определенной последовательности. Сначала сварите стык вертикальной стенки, затем — стык пояса, потому что он получится несколько растянутым.

После таких манипуляций заварите стык пояса, который работает на сжатие. После сварки стыков балки необходимо доварить поясные швы на незаваренных участках. Стыки двутавровых балок выполните высококачественными электродами. Сварку между собой балок принято выполнять подобным образом, но с ответственностью нужно относиться к каждому сварочному процессу.

Таким образом, если для вас решающим критерием служит скорость и простота, а не качество, тогда вы можете соединить два швеллера встык. Но использование электродов УОНИ по стандарту ГОСТ позволяет получить красивый и надежный шов. При соединении двутавров сваривайте швы главных элементов автоматом.

СБОРКА И СВАРКА ДВУТАВРОВОЙ БАЛКИ

Двутавровая балка составляется из трех длинных листовых элементов (двух поясов и стенки). В высоких балках ставятся ребра жесткости для повышения устойчивости сжатых элементов. Основными швами в балках являются стыковые швы поясов и стенки и угловые швы, соединяющие пояса со стенкой.

При изготовлении сварных балок в цехах целесообразно сначала сварить стыки поясов и стенки, так как стыковые швы являются наиболее ответственными, поэтому для уменьшения остаточных напряжений варить их следует при отсутствии закреплений в свариваемых листах. При сборке пояса или стенки необходимо, чтобы продольные оси стыкуемых листов легли по одной прямой линии, смещение стыкуемых кромок из плоскости листов не выходило за пределы допустимых отклонений и чтобы зазор был выдержан согласно чертежу.

Правильное положение осей стыкуемых листов проверяют обычно длинной линейкой, приложенной к оси или к боковым кромкам листов. Смещение кромок устраняют обычно клином, а требуемый зазор устанавливают при помощи болтовой стяжки или сборочной планки. Собранный стык сваривается вручную высококачественными электродами, полуавтоматом или автоматом под флюсом. При сварке под флюсом необходимо приставить входные и выходные планки и принять меры против протекания расплавленного металла и шлака. После сварки проверяют качество шва и зачищают торцы шва и усиления.

Сваренные пояса и стенка поступают на сборку балки. Способ сборки балки зависит от характера и конструкции применяемых приспособлений и запроектированного метода сварки поясных швов. В настоящее время сварку длинных поясных швов выполняют преимущественно автоматами под флюсом. Балку собирают из трех ее основных элементов (поясов и стенки), сваривают поясные швы автоматом, а затем устанавливают поперечные ребра жесткости и приваривают их полуавтоматом или вручную. Сборку сварных балок выполняют при помощи хомутов и прихваток или в специальном кондукторе.

При сборке балки с помощью хомутов на стеллаже или горизонтальной плите укладывают нижний пояс. На середине пояса параллельно его оси наносят две риски, расстояние между которыми равно толщине вертикальной стенки. По рискам на расстоянии 1-1.5 м друг от друга устанавливают и прикрепляют струбцинами или прихватками сборочные уголки, между которыми устанавливается вертикальная стенка. В местах, где вертикальная стенка значительно искривлена, для совмещения ее с рисками на поясе можно пользоваться скобой и клиньями. Для уничтожения зазора между вертикальной стенкой и поясом пользуются хомутом. Затем накладывают верхний пояс, проверяют правильность положения стенки и верхнего пояса, зажимают собранную балку хомутами и ставят прихватки. Потом освобождают собранную балку от хомутов и подают на автоматическую сварку под флюсом поясных швов. Наилучший провар поясных швов получается при автоматической сварке «в лодочку».

При сварке поясных швов двумя автоматами «в угол» при горизонтальном положении вертикальной стенки, производительность сварочных работ возрастает, причем искривление продольной оси балки будет небольшое, так как горизонтальный прогиб, вызванный наложением первой пары швов, будет почти ликвидирован обратным прогибом от сварки второй пары. При сварке двумя автоматами в угол при вертикальном положении стенки остаточный прогиб будет заметный по вогнутости балки в сторону пояса, на котором выполнялась первая пара швов. После сварки поясных швов размечают и выставляют поперечные ребра жесткости и приваривают их вручную или полуавтоматами. Приварку ребер следует вести от середины балки к ее концам, попеременно с обеих сторон.

Если поясные швы собираемой балки будут выполняться вручную, то описанный порядок сборки балки следует изменить. В этом случае после установки вертикальной стенки на нижний пояс ставят ребра жесткости, прихватывают их, а потом устанавливают верхний пояс и зажимают собранную балку хомутами. Дальше собранная балка идет на ручную или полуавтоматическую сварку поясных швов и приварку ребер жесткости. При горизонтальном положении стенки сварку ведут от середины балки к ее концам. При серийном и массовом производстве сборку балок производят в кондукторах, конструкции которых позволяют значительно уменьшить трудоемкость рабочих операций по укладке и закреплению поясов и стенки балок в требуемом положении.

Для повышения механизации трудоемких сборочно-сварочных операций и увеличения производительности применяют для изготовления балок специализированные кондукторы-кантователи. Сборка в специализированных кодукторах-кантователях не требует постановки прихваток, так как собранные элементы надежно удерживаются в требуемом положении быстродействующими фиксирующими и закрепляющими устройствами. В настоящее время строят механизированные поточные линии для массового изготовления сварных двутавровых балок с предварительным растяжением вертикальной стенки во избежание ее выпучивания от действия остаточных напряжений сжатия.

В общих чертах механизированное поточное производство сварных балок осуществляется примерно в такой последовательности.

• 1. Стенка балки укладывается в горизонтальном положении на сборочный стенд, концы ее закрепляются в захватах механизма растяжения и стенка растягивается до заданного упругого удлинения.
• 2. К растянутой стенке приставляются с боков и прижимаются пояса балки.
• 3. Производится односторонняя прихватка растянутой стенки к обоим поясам балки двумя автоматами сплошными малокалиберными швами.
• 4. Стенка освобождается от действия механизма растяжения, и собранную балку убирают по рольгангам со сборочного стенда.
• 5. Собранная балка кантуется на 180° и рольгангами подается на сварочный участок, на котором завариваются поясные швы либо по одному в лодочку, либо двумя автоматами завариваются в угол с каждой стороны стенки.

балка крепление стык прокатный

6. Сваренная балка поступает на стенд правки грибовидности поясов, потом на остальные производственные операции.

Особенно ответственной является сварка монтажных стыков балок. Поясные швы оставляют незаваренными на длине 1,5 а в каждую сторону от стыка, где а — ширина пояса. Сварку монтажного стыка рекомендуется делать в такой последовательности. Сначала сваривают стык вертикальной стенки, затем сваривают стык пояса, который при работе балки будет растянутым, и, наконец, заваривают стык пояса, который будет работать на сжатие. После сварки стыков доваривают поясные швы на незаваренных участках. Сварку монтажных стыков следует выполнять электродами самого высокого качества.

1. Расчет на прочность двутавровой балки

Длинна балки: L=2,1м

Плотность стали: с=7800кг/м 2

Интенсивность равномерно распределенной нагрузки: q=50кН/м

Масса одного метра двутавра: m=78кг/м

Рисунок 2. Расчетная схема двутавровой балки.

1. Определяем силу тяжести двутавровой балки.

2. Определяем равнодействующую равномерно распределенные нагрузки.

Q ‘ =Lg=2,1501000=105000 H

• 3. Определяем опорные реакции.
• а) Составим уравнение равновесия балки относительно опоры А.

б) Составим уравнение равновесия относительно опоры В.

=R_{A —} G — Q ‘ +R_B = 53325-1649-105000+53325=0

• 4. Определяем поперечные силы на участках 1 и 2.
• 1 участок.

Q_C = R_A — q = 53325 — 50 = 825 H

Q_C = — R_B + q = — 53325 + 50 = — 825 H

С учетом веса самой балки

Q_C = 825 — = 706,5 — = 0

• 5. Определяем изгибающие моменты по участкам.
• 1 участок.

M_uА = R_A — q — = L — — = 2,1 — — = 55428,2

6. Опасное сечение двутавровой балки — это её центр А точка С.

7. Определяем момент сопротивления в опасном сечении балки. Для балки выполненной из стали ст3 допускаемое напряжение = 160 МПа.

Из справочных таблиц выбираем двутавр № 10 площадь сечения 12 см 3

H = 100 мм b = 56 мм

Рисунок 3. Тип сечения балки: прокатный двутавр с уклоном внутренних граней полок.

Рисунок 4. Тип балки: Сплошная.

2. Понятие об устойчивости стальных балок. Конструкция ребер жесткости

Явление при котором балка теряет устойчивость и изменяет форму при изгибе называется потерей общей устойчивости балки. В этом положении происходит кручение балки, отклонение поясов в плане. При общей потери устойчивости в балке возникает сложное напряженное состояние связанное с появлением изгиба вертикальной плоскости, горизонтальной плоскости и кручении во круг продольной оси балки.

Расчет на общую устойчивость балки двутаврового сечения изгибаемых в плоскости стенке производят по формуле.

где W_c — это момент сопряжения сжатого пояса балки.

_{b —} коэффициент общей устойчивости балки.

М — момент в опасном сечении балки.

R_{y —} напряжение в балке относительно оси y.

Коэффициент сезонной работы.

Потеря общей устойчивости при изгибе в плоскости стенки зависит от отношения расчетной длены балки _ef к ширине балки b_f. Приближенно можно считать что при отношении 13 балку на общую устойчивость в том случае когда нагрузка на неё передаётся через железобетонные стены или профильный настил прикрепленный сваркой или болтами к сжатому поясу балки. На ряду с общей потерей устойчивости в балках может произойти местная потеря устойчивости стенки от касательных напряжений (преимущественно в близи опор) устойчивость стенки и пояса от нормальных напряжений и от одновременно действующих параллельно касательных напряжений, а так же потеря устойчивости сжатого пояса балки и действием нормальных напряжений.

В первом приближении расстояние между поперечными составными ребрами жесткости в зависимости от гибкости стенки можно принимать.

где 5°_{w —} это условная гибкость стенки которая определяется по формуле.

Ширина выступающей части поперечного ребра при наличии парных симметричных ребер принимают + 50, при этом толщина ребра должна быть не менее 2b_h односторонние поперечные рёбра жёсткости могут быть выполнены из одинаковых уголков приваренных к стенке балки.