Двутавр подбирают по пролёту и нагрузке, но работает балка ровно настолько хорошо, насколько правильно устроены её узлы. Ошибки в опирании обесценивают любой запас по сечению: балка может смять стенку над опорой, потерять устойчивость из плоскости или передать на колонну момент, на который та не рассчитана. Ниже — узлы, которые стоит проработать до заказа металла.
Шарнирное и жёсткое опирание
Все узлы делятся на две большие группы. Шарнирный узел передаёт на опору только вертикальную реакцию и допускает поворот конца балки — это классическое опирание на стену, столик или через боковые накладки к стенке колонны. Жёсткий (защемляющий) узел передаёт ещё и изгибающий момент: конец балки приваривается или крепится фланцем так, что поворот исключён.
Разница принципиальная. При жёстком защемлении пролётный момент в балке меньше, и сечение можно уменьшить, но опора и сам узел нагружаются сильнее. При шарнирном опирании узел проще и дешевле, но балка работает «по полной». Схему задаёт проект, и подменять её на площадке нельзя: заваренный «по месту» шарнирный узел превращается в защемление, к которому опора не готова.
Опирание на стену и опорные рёбра
При опирании на кладку или бетон под балку укладывают опорную пластину, распределяющую давление на площадь. Здесь есть два критичных параметра: длина опирания (глубина захода балки на опору) и прочность стенки в зоне опоры.
Именно стенка — слабое место. Над опорой она воспринимает сосредоточенную реакцию и может смяться или потерять местную устойчивость. Поэтому в нагруженных узлах к стенке приваривают опорные рёбра жёсткости — вертикальные пластины, передающие усилие с полки на полку. Их ставят и в местах приложения сосредоточенных нагрузок в пролёте, например под колоннами вышележащего этажа или под опирающимися балками.
Крепление к колонне
Балки крепят к колонне тремя основными способами: на боковых накладках (уголках или пластинах) к стенке колонны, на опорном столике, приваренном к колонне, и фланцевым соединением на высокопрочных болтах. Первые два варианта, как правило, реализуют шарнирную схему, фланцевое соединение — жёсткую.
Для сопряжений с колоннами удобны профили с параллельными гранями полок: у нормального двутавра серии Б и широкополочного двутавра Ш полки не имеют уклона, поэтому под болт не нужны косые шайбы, а прилегание накладок и фланцев получается плотным. На складе ЮУМПК двутавр Б представлен профилями от №10 до №70 в исполнениях Б1 и Б2, из сталей Ст3, С245, С255 и С355, мерной длиной 12 метров.
Раскрепление из плоскости
Отдельная тема, о которой часто забывают, — устойчивость сжатой полки. Изгибаемая балка с длинным нераскреплённым участком может потерять плоскую форму изгиба: сжатая полка уводится вбок, и балка «заваливается» задолго до исчерпания прочности. Раскрепляют её связями, прогонами, настилом или распорками, закреплёнными к верхней полке.
Чем длиннее пролёт и выше профиль, тем важнее этот вопрос. Если по проекту настил крепится к балке, он обычно и выполняет роль раскрепления, но на стадии монтажа, когда настила ещё нет, балка остаётся уязвимой — поэтому монтажные связи ставят сразу.
Монтажные допуски и подготовка опор
Узел работает так, как рассчитан, только если опорная поверхность подготовлена. Под опорную пластину на бетоне или кладке выполняют выравнивающий слой: неровная опора приводит к тому, что балка опирается не всей площадью, а точечно, и в этом месте бетон разрушается. На стальных колоннах для этого служит фрезерованный или выверенный по уровню столик.
Важны и монтажные допуски: отверстия в накладках делают с зазором, чтобы компенсировать неточности изготовления и монтажа, а окончательную затяжку выполняют после выверки положения балки. Временные монтажные связи ставят сразу после установки — до раскрепления настилом балка неустойчива из плоскости, и именно на этой стадии происходит большинство аварийных ситуаций при монтаже.
Что предусмотреть до заказа металла
Практический список короткий, но он экономит время на площадке. Определите схему узлов (шарнир или защемление) — от неё зависит сечение. Уточните, нужны ли опорные рёбра и накладки: их вырезают из листа, и этот металл стоит заказать вместе с балками. Заложите длины с учётом опирания и подрезки: заказ балок в размер избавляет от резки на объекте. И проверьте, из какой стали идут детали узлов — марка накладок и рёбер должна соответствовать основному металлу.
И последнее: узлы удобнее прорабатывать сразу с учётом того, что есть на складе. Подбор профиля из наличия избавляет от ожидания заказной позиции и позволяет начать изготовление деталей узлов параллельно с поставкой балок.
Двутавровые балки всех основных серий ЮУМПК отгружает напрямую от производителя со склада в Челябинске — с документами о качестве по ГОСТ и резкой в размер, опт и розница. Балки и листовые детали узлов при этом закрываются одной поставкой.
Пришлите схему узлов и нагрузки: менеджеры ЮУМПК подберут профиль из наличия, помогут посчитать потребность в металле на накладки и рёбра и подготовят отгрузку в размер. Телефон: +7 (351) 776-32-31.
