Сварная балка – это широко распространенный элемент для создания металлоконструкций различных масштабов. Их используют в промышленности, строительстве и других хозяйственных отраслях в качестве несущих конструкций, стен, перекрытий, лестниц. По своим свойствам такая балка не уступает горячекатанной.
Современные методы сварки позволяют создать рациональный профиль любой длины и высоты до 3-4 метров, а в некоторых случаях – и более. Такое разнообразие помогает воплощать во время строительства даже самые сложные и оригинальные архитектурные решения.
Производство
При проектировании данных изделий важно добиться рационального сочетания размеров горизонтальных листов, так называемых поясов, с вертикальной стенкой. Часто применяется сочетание балок с высокими тонкими стенками и толстыми широкими поясами. Пояса выполняют из различных профилей – используется не только листовой прокат, но и гнутые профили, швеллеры. Выбор зависит от набора необходимых свойств и предназначения изделия.
Важно организовать правильное распределение массы между полками и зонами. Для сварной балки, работающей на изгиб, напряженной зоной будет полка, а стенка будет нагружена в меньшей степени. Исходя из этого, необходимо основную массу металла разместить в полках, а в стенках – меньшую долю.
Экономичность конструкции определяется отношением момента сопротивления к площади поперечного сечения. Чем выше значение этой величины, тем меньшая масса металла необходима для сопротивления металлоконструкции на изгиб. Необходимо подобрать оптимальные размеры, однако следует учесть, что создание чрезмерно тонкой вертикальной стенки невозможно, так как это приведет к нехватке местной устойчивости.
Характер производства металлоконструкций играет большую роль. Для крупносерийного производства нередко становится выгодней прокатка. При мелкосерийном производстве, а тем более в индивидуальном, рентабельней сварка. Для расширения сферы применения сварных металлоконструкций, необходима широкая автоматизация производственного процесса.
При использовании проката двутавровых профилей, возможно добиться большей производительности, нежели чем при сварке. Снизить расход металла, сделав конструкцию более экономичной, можно создавая сварные металлоконструкции с желаемыми соотношениями размеров.
Иногда изменяются по длине поперечные сечения балок. В особенности это касается двутаврового профиля. Также возможно изменение толщины или ширины горизонтальных листов, что является наиболее целесообразным, чем изменение толщины вертикальных листов. В некоторых случаях, если толщина пояса больше или равна 25-30 миллиметрам, горизонтальные пояса делают составными по толщине и в менее нагруженных число листов уменьшают.
Преимущества
экономичные металлоконструкции
автоматизация производственного процесса
большая производительность в короткие сроки
возможность создать рациональные профили
изготовление балок разного размера
Монтаж
Балка, опирающаяся непосредственно на стенки или колонны – главная. Проектировка балок в основном происходит с помощью прокатных двутавров. Они могут быть как обычными, так и широкополочными, и имеют высоту сечения до 1 метра. Если заданная жесткость не обеспечивается в больших профилях, то балки проектируют сварными из стенки и двух поясов, укрепив, если необходимо, стенку ребрами.
Для более рационального использования несущей способности металлоконструкции по всей длине, применяют балки переменного сечения. Это позволяет сэкономить металл, нежели как в случае с балками постоянного профиля, работающих на напряжения значительно меньше допускаемых. Однако, технология изготовления металлоконструкций переменного профиля сложнее. Главным критерием выбора металлоконструкций является экономичность, а иногда их выбирают с учетом общей компоновки. В большинстве случаев типовые балки имеют профиль с постоянной длиной.
