двутавр 20ш

Вот смотришь на эту маркировку — двутавр 20Ш — и кажется, всё просто: высота 200 мм, полки широкие. Но сколько раз видел, как люди, особенно те, кто только начинает работать с металлокаркасами, попадают в ловушку. Думают, раз ?Ш? — значит, для всего подходит, запас прочности же. А потом удивляются, почему балка ?играет? в той или иной схеме, или перерасход по металлу выходит недетский. На самом деле, 20Ш — это очень специфический профиль, и его применение требует понимания, где его сильные стороны, а где он будет просто лишним металлом. Скажем так, это не универсальный солдат, а скорее специалист узкого профиля.

Где ?широкий? не значит ?универсальный?: специфика применения

Основная ниша для двутавра 20Ш — это, конечно, колонны в легких каркасах. Невысокие складские ангары, вспомогательные цеха, каркасы под сэндвич-панели. Почему именно он? Момент инерции по оси Y-Y у него значительно выше, чем у, скажем, 20Б или 20К при той же высоте. Это даёт хорошую устойчивость в плоскости наименьшей жёсткости. То есть колонна меньше подвержена риску потери устойчивости, что критично при сравнительно небольшой высоте и определённых схемах связей.

Но вот тут и начинаются нюансы. Видел проект, где эти балки пустили на прогоны кровли с большим шагом. Аргумент был: ?полка широкая, опирать сэндвич удобно?. Да, удобно. Но изгибную жёсткость на вертикальную нагрузку они обеспечивали едва-едва, прогиб был на пределе. Пришлось срочно вводить дополнительные связи и уменьшать шаг. Получилось дороже, чем если бы сразу взяли, например, 25Б1. Узкая специализация — она на то и специализация.

Ещё момент — работа на изгиб в качестве балок. Для чисто изгибаемых элементов в большинстве случаев двутавр 20Ш не оптимален. Металла в полках много, а полезной высоты для сопротивления изгибу — не так и много по сравнению с другими профилями. Экономически часто невыгодно. Поэтому в наших калькуляциях для ригелей в подобных конструкциях мы его почти не рассматриваем, разве что в специфических узлах, где нужна именно эта широкая полка для крепления.

Практические грабли: монтаж и сопряжения

Работая с металлоконструкциями, понимаешь, что сортамент — это только полдела. Вторая половина — как это всё собирать. С двутавром 20Ш есть своя особенность — широкая полка. Казалось бы, плюс: площадь для сварки или под фланцевое соединение больше. Но на практике, при монтаже колонн, если не предусмотреть правильные монтажные стыки или диафрагмы жёсткости, может возникнуть неприятная картина — местная потеря устойчивости полки под нагрузкой от опирающейся балки.

Помню один объект под Казанью, каркас небольшого логистического центра. Колонны как раз из 20Ш. Проектом были предусмотрены стандартные фланцы в базе и оголовке. Но при монтаже ригелей (были из другого профиля) выяснилось, что точка опирания попадает не на ребро жёсткости за фланцем. Монтажники, не долго думая, приварили опорный столик как есть. В итоге под нагрузкой от крановой тележки (небольшой, но всё же) в полке колонны пошла волна — местный ?хлопок?. Пришлось останавливать работы, усиливать узел накладками. Ошибка не в балке, а в деталировке узла. Теперь всегда обращаю на это внимание в чертежах.

Или ещё по креплению: широкая полка хороша для крепления стеновых панелей. Но если каркас обшивается, например, трёхслойными сэндвич-панелями, то нужно точно знать толщину и тип соединителя. Иначе можно столкнуться с тем, что стандартного тавр-болта не хватает, чтобы ?достать? до полки через утеплитель. Мелочь, а на объекте приводит к простою и поиску нестандартных решений.

Поставки и логистика: что важно помнить

Сортамент — это одно, а наличие на складе или возможность оперативной поставки — совсем другое. Двутавр 20Ш не относится к самым ходовым позициям, в отличие от того же 20Б или 30Ш. Поэтому при разработке проекта и, главное, при формировании заявки на изготовление металлоконструкций этот фактор нужно учитывать. Нельзя просто взять и вписать его в спецификацию, рассчитывая, что завтра его привезут.

Здесь, кстати, стоит отметить работу некоторых поставщиков, которые держат вменяемый складской запас или оперативно работают с заводами. Мы, например, несколько раз заказывали металлопрокат для объектов через компанию ООО Шэньси Хунлу Тяньлун Стальные Конструкции (https://www.hltl.ru). У них в ассортименте как раз металлоконструкции, сэндвич-панели, плиты перекрытия — то, что часто идёт в комплекте с каркасом из таких балок. Важно, что они могут предложить не просто металл, а комплекс: привезли балки, потом на этом же каркасе смонтировали панели. Это экономит время и снижает риски нестыковок. Но по опыту, даже у них наличие 20Ш лучше уточнять заранее, а не в последний момент.

Логистика тоже имеет значение. Из-за широких полок объём занимаемого места в транспорте немного больше, чем у узкополочных аналогов той же высоты. При заказе большой партии это может повлиять на количество рейсов и, соответственно, стоимость доставки. Это та самая ?мелочь?, которую просчитываешь уже на основе горького опыта, когда смета начинает разбухать не из-за цены металла, а из-за транспортных расходов.

Альтернативы и экономический смысл

Всегда ли нужен именно 20Ш? Вот главный вопрос, который должен задавать себе проектировщик или прораб. Иногда, особенно в стремлении ?сделать покрепче?, его применяют там, где можно обойтись более лёгким решением. Например, для колонн в бескрановых зданиях с небольшими пролётами иногда достаточно сварного сечения из двух швеллеров. Дешевле в материале, хоть и дороже в изготовлении. Но это уже вопрос конкретного производства.

С другой стороны, есть случаи, когда отказ от 20Ш в пользу, скажем, 20К приводит к необходимости ставить дополнительные связи или увеличивать сечение других элементов. Итоговая экономия становится призрачной. Поэтому без расчёта, пусть даже приблизительного, сравнительного, здесь не обойтись. Я обычно делаю два-три варианта ?на коленке? в специализированном софте, чтобы понять разницу в металлоёмкости и трудоёмкости монтажа.

Крайне важно учитывать и коррозионную стойкость. Широкополочный двутавр имеет больше закрытых поверхностей, ?карманов?, где может скапливаться влага и грязь. Если объект строится в агрессивной среде (например, цех с повышенной влажностью), то заложить адекватную систему защиты (окраска, оцинковка) для 20Ш может быть сложнее и дороже, чем для более открытого профиля. Это тоже часть экономики проекта, которую часто упускают из виду на этапе выбора сечения.

Выводы, рождённые практикой, а не учебником

Так что же в сухом остатке про двутавр 20Ш? Это отличный инструмент, но не отвёртка, а скорее специфический ключ. Его сила — в работе на сжатие в качестве колонн в лёгких каркасах, где критична устойчивость. Его слабость — не всегда оправданное применение в качестве изгибаемых элементов и некоторые нюансы в деталировке узлов.

Главный совет, который я могу дать, исходя из своего опыта: никогда не выбирайте его ?по привычке? или потому что ?в прошлом проекте так было?. Каждый раз задавайтесь вопросами: Какая реальная схема нагружения? Как будут решаться узлы сопряжения? Есть ли на рынке доступ к этому сортаменту в нужные сроки? И, наконец, что даст сравнительный расчёт с альтернативными профилями?

Работа с металлом — это всегда поиск баланса между прочностью, экономикой и конструктивностью. Двутавр 20Ш — яркий тому пример. Когда он на своём месте, конструкция работает идеально. Когда нет — это лишний вес, лишние деньги и головная боль на монтаже. Всё просто и сложно одновременно, как и всё в нашем деле.