Сварные балки – производство

Сварные двутавровые балки – это наиболее распространенные на сегодняшний день составляющие строительных металлоконструкций, являющиеся конструктивными элементами, работающими главным образом на изгиб (поперечный, косой) и кручение.

Благодаря широкому применению металлических сварных балок в архитектуре и изготовлении различного рода каркасных конструкций из металлов стало возможным существенное расширение возможностей строительной отрасли. Именно за счет таких элементов, как балки, стало возможным возведение оригинальных, сложных по конструкции и нестандартных сооружений.

Конструктивные особенности сварных балок

В качестве основных конструктивных элементов любых сварных балок выделяют стенки и полки. При этом все типы балок различаются между собой именно по расположению относительно друг друга данных составляющих:

• балки с тавровым сечением – такие балки в срезе напоминают букву «Т», имеют одну полку, приваренную по центру перпендикулярно относительно стенки;
• балки с двутавровым сечением – срез таких балок похож на букву «Н», т.е. вместо одной перпендикулярной полки привариваются в количестве 2-х шт.;
• балки с П-образным сечением – в конструкции таких балок две полки привариваются перпендикулярно стенки по ее краям и с небольшим отступом по краю;
• балки коробчатого исполнения – срез таких балок представляет собой квадрат или прямоугольник, при их изготовлении конструкция сваривается из 2-х стенок и 2-х полок с незначительными отступами по краям, именуемыми «свесами»;
• балки с HQ-сечением – при изготовлении таких балочных конструкций 1 стенка и 2 полки свариваются в П-образную балку без отступов по краю, далее приваривается вторая стенка, как для балки с коробчатым сечением, однако с соблюдением более значительных отступов по краям (намного шире первой стенки).

Кроме вышеперечисленных конструктивных разновидностей сварных балок также выделяют балочные конструкции перфорированные (с отверстиями) и без перфорации. Следует отметить, что перфорированные балки способны выдерживать более сильные нагружения.

Также существуют некоторые разновидности нестандартных сварных балок, имеющих несимметричное поперечное сечение, а именно:

• балки трапецеидальные – один край стенки у такой балки несколько выше другого, при этом максимальный перепад по высоте составляет 15°;
• балки криволинейные – такие балочные конструкции имеют стенку с изгибом по дуге вверх.

Разновидности сварных балок с двутавровым сечением

Поскольку наиболее применяемыми являются сварные балки с двутавровым сечением, перечислим разновидности данной категории металлоизделий:

• широкополочные;
• узкополочные;
• колонные;
• с наклонными полками (выполняются под определенным углом относительно стенки);
• классические (полки перпендикулярны стенке);
• для армирования.

Следует заметить, что для усиления несущих способностей нередко полки двутавровых балок усиливаются путем приваривания к ним дополнительных листов в местах прикладывания основных нагрузок на изгиб.

Преимущества использования сварных двутавровых балок:

• снижение массы конструкций до 20% по сравнению с горячекатаными балками, за счет оптимального подбора составного сечения – это означает, что конечная нагрузка на фундамент здания и всю конструкцию в целом будет на порядок меньше;
• возможность применения в сечении двутавровой балки разных типов сталей для полок и стенок (при горячем прокате такой способ изготовления балок просто невозможен);
• возможность изготовления несимметричных сечений;
• минимизация отходов за счет производства балок требуемой длины;
• снижение стоимости изготовления, сборки и монтажа (для скрепления элементов балки между собой не требуется отдельный крепеж).

Область применения сварных балок

Сварные балки по своей сути выполняют функции колонн, а также служат поддерживающими элементами для кровли и перекрытий между этажами зданий. Балки являются весьма прочными и надежными элементами несущих конструкций и применяются в современных зданиях и сооружениях промышленного, социального и сельскохозяйственного назначения. Перечислим основные области применения сварных балок:

• строительство (основная сфера использования);
• возведение эстакад и мостов;
• обустройство каркасов пролетов или перекрытий;
• использование в качестве подкрановых балок;
• при возведении зданий цехов и промышленных помещений, имеющих длинные пролеты.

Основные этапы производства сварных балок

В качестве основного конструкционного материала, применяемого для изготовления двутавровых сварных балок, используется углеродистая сталь, при этом сварочные работы осуществляются под действием флюса с помощью автоматизированного оборудования. Технологический процесс производства сварных балок предусматривает ряд последовательных этапов, а именно:

• раскройка металлических листов на полосы – скорость порезки листового металла определяется его толщиной (данный вид работы, как правило, выполняется на промышленных установках по терморезке с ЧПУ, на которых раскрой листов осуществляется одновременно несколькими резаками);
• фрезеровка торцов – фрезерная обработка торцов позволяет улучшить качество шва между стенкой и полкой (операции по фрезерованию выполняются с помощью торцефрезерных станков);
• сборка двутавровых балок – в условиях серийного производства балок для их сборки применяются специализированные станы, обеспечивающие высокую производительность и существенное сокращение операционного времени (для закрепления и освобождения элементов заготовок используются специальные прижимные приспособления гидравлического типа, характеризующиеся удобством применения, высокой производительностью и повышенной скоростью выполнения операций);
• сварочные работы – осуществляются на автоматизированных сварочных установках портального типа, при этом чаще всего используются два метода сварки: наклоненным электродом и «в лодочку» (первый способ позволяет сварить одновременно два шва, а второй лучше формирует шов и глубину проплавления, при этом использование флюса является обязательным условием для данных методов);
• правка полок – в процессе сварочных работ может несколько нарушаться геометрия полок из-за неизбежного нагрева металла, поэтому необходима правка грибовидности (с этой целью балки пропускают на стане через специальные правильные ролики).
• финишные операции – в основном, на данном этапе производится обработка торцов балки, а также ее грунтовка и последующая покраска с целью обеспечения защиты изделия от коррозии.

Задать вопрос