двутавр 30 3

Когда говорят про двутавр 30, многие сразу думают о стандартном сортаменте и нагрузках. Но на практике, особенно с позиции монтажа и долговечности конструкции, всё упирается в детали, которые в справочниках мелким шрифтом. Вот три нюанса, из-за которых можно получить не ту жёсткость или перерасход металла.

Маркировка и реальная геометрия профиля

Цифра 30 в обозначении — это, как известно, высота в сантиметрах. Но вот что редко проверяют сразу — это соответствие ширины полки и толщины стенки заявленным в ГОСТ 8239-89. Брал как-то партию, вроде бы всё по сертификатам, а при калибровке оказалось, что толщина стенки ?гуляет? на 0.5-0.8 мм в минус от номинала. Для некоторых расчётных схем это критично, особенно при динамических нагрузках. Поэтому теперь при работе с новыми поставщиками, даже с проверенными вроде ООО Шэньси Хунлу Тяньлун Стальные Конструкции (их сайт — hltl.ru — обычно содержит полные техкарты), всегда выборочно замеряю ключевые параметры первого профиля из партии. Их основное направление — металлоконструкции, так что они в теме, но человеческий фактор и логистика никто не отменял.

Ещё момент — внутренние радиусы закругления между полкой и стенкой. От них зависит концентрация напряжений. В старых справочниках на это внимания мало, но при использовании в сейсмических районах или в составе сложных рамных узлов это имеет значение. Для стандартного двутавра 30 по ГОСТ 8239-89 они нормированы, но на практике бывает, что из-за износа валков прокатного стана радиус получается больше. Визуально не заметишь, но при детальном расчёте в ЛИРА-САПР может потребоваться корректировка.

И третий подводный камень — кривизна. Допуски есть, но когда профиль длиной 12 метров имеет стрелу прогиба даже в пределах нормы, но при монтаже нескольких таких балок в ряд эта погрешность накапливается. Пришлось учиться на своих ошибках: однажды при монтаже кровельных прогонов из двутавра 30 столкнулся с тем, что поверхность получилась ?волной?. Пришлось ставить дополнительные регулировочные прокладки, что увеличило трудоёмкость. Теперь в техзадании, особенно для длинномеров, отдельно оговариваю проверку кривизны на месте приёмки.

Выбор марки стали и её влияние на сварку

Часто заказчик требует просто ?двутавр 30?, а марку стали не указывает, мол, стандартная Ст3сп. Но для ответственных конструкций, особенно в каркасах зданий или опорах, этого может быть недостаточно. Мы, например, при изготовлении каркасов для ангаров с большими пролётами стали переходить на сталь 09Г2С для нижних поясов ферм, где работа на растяжение. И здесь профиль двутавр 30 из такой стали ведёт себя иначе при сварке.

Основная проблема — необходимость предварительного подогрева при низких температурах и строгий контроль терморежима, чтобы не пошли закалочные структуры в околошовной зоне. Как-то зимой при -15°C варили узлы крепления без должного подогрева — потом при УЗК обнаружили сеть мелких трещин. Пришлось вырезать и переделывать. Теперь это железное правило: если в спецификации 09Г2С, то в ППР отдельным пунктом идёт схема подогрева.

Кстати, о поставщиках. Когда нужны большие объёмы специфичного проката, смотрим на компании, которые работают ?под ключ?, как та же Хунлу Тяньлун. Их сайт hltl.ru показывает, что они охватывают и металлоконструкции, и сэндвич-панели, и плиты перекрытия. Это удобно, когда нужно комплексное решение: несущий каркас из двутавра и ограждающие конструкции. Но по опыту, даже у таких интеграторов бывают сложности с оперативной поставкой нестандартных марок стали для проката. Поэтому заявку нужно подавать с запасом по времени.

Особенности применения в узлах и экономия металла

В проектах часто двутавр 30 ставят ?с запасом?, особенно в качестве колонн в малоэтажках. Но если посчитать, то иногда выгоднее использовать его не как отдельный элемент, а как часть составной конструкции. Например, для колонн складского комплекса мы применяли не сплошные колонны из двутавра, а составляли их из двух профилей, соединённых планками. Это позволило увеличить гибкость в плане прокладки инженерных коммуникаций внутри и немного сэкономить на весе.

Другой момент — использование в составе балочных клеток. Стандартный подход — уложить балки настила на полки главных балок. Но при больших нагрузках и ограничениях по высоте конструкции иногда эффективнее делать врезку, то есть ?посадить? балки настила в вырезы в стенке главной балки из двутавра 30. Это сложнее в изготовлении, требует точной разметки и резки, зато выигрываем в общей высоте этажа. Правда, тут нужно тщательно считать ослабление сечения и усиливать узлы.

Ошибка, которую повторяют многие — игнорирование местного смятия полок под сосредоточенными нагрузками. Например, когда на балку из двутавра опирается тяжёлое оборудование через опорную плиту. По расчёту на общий изгиб профиль 30-го номера проходит, но точечное давление такое, что в полке могут пойти пластические деформации. В одном из цехов по ремонту локомотивов пришлось усиливать место опоры домкрата именно из-за этого — подварили рёбра жёсткости под полкой. Так что теперь при расчёте всегда отдельно проверяю этот пункт, даже если программа его не выделяет.

Взаимодействие с другими элементами: плиты и панели

Работая с каркасами, постоянно сталкиваешься со стыковкой стальных балок с железобетонными элементами. Вот, к примеру, многопустотные плиты перекрытия, которые как раз указаны в деятельности hltl.ru. Когда плита опирается на верхнюю полку двутавра 30, возникает вопрос анкеровки. Просто положить плиту недостаточно — при боковых нагрузках (ветровых, сейсмических) может быть сдвиг.

Раньше часто делали анкерные стержни, пропущенные через отверстия в полке и заделанные в швы между плитами. Метод рабочий, но трудоёмкий. Сейчас чаще идём по пути устройства монолитных поясов по верху балок, в которые закладываются анкера, приваренные к полке. Это надёжнее с точки зрения совместной работы, но требует точной установки закладных деталей до укладки плит. Если бригада невнимательная, потом проблемы с выравниванием.

С сэндвич-панелями, которые тоже в портфеле у компании с сайта hltl.ru, своя специфика. Крепление их к каркасу из двутавровых колонн обычно происходит через саморезы к прогонам. Но если колонна — это тот же двутавр 30, то иногда его полка используется как основание для крепления кронштейна под прогон. Важно здесь — не просверлить стенку профиля в зоне высоких напряжений. Однажды видел, как монтажники, чтобы не ставить дополнительную планку, прикрутили кронштейн прямо к стенке колонны в средней её части по высоте. Это грубая ошибка, ослабляет сечение. Пришлось останавливать работы и переделывать.

Логистика, хранение и подготовка к монтажу

Казалось бы, что сложного в доставке и складировании стандартного проката. Но с двутавром 30, особенно длинномерным (10-12 метров), есть нюансы. При разгрузке автокраном нельзя стропить за одну точку посередине — обязательно две стропы, иначе неизбежна остаточная деформация. Лучше использовать траверсу. На складе укладывать нужно на ровные, прочные подкладки, минимум в двух точках, и не штабелировать высоко, чтобы нижние ряды не ?повело?.

Перед монтажом обязательна зачистка мест сварки от окалины и грунта. Но здесь многие забывают про торцы. Если профиль будет использоваться как колонна и опираться на башмак, то торец должен быть ровно обрезан и зачищен для плотного прилегания. Неоднократно сталкивался, когда из-за грязного или скошенного торца колонна стоит с перекосом, и нагрузка передаётся неравномерно. Теперь в обходном листе проверки готовности конструкций к монтажу это отдельный пункт.

И последнее — антикоррозионная защита. Часто грунтовку наносят до изготовления узлов. Это правильно, но потом при сварке её выгорает солидная полоса. Нужно не лениться и после сварки, зачистки швов загрунтовать эти места снова. Особенно это важно для конструкций, которые будут работать в агрессивной среде, например, в цехах с повышенной влажностью. Экономия на этом этапе выливается в дорогостоящий ремонт через 5-7 лет. В общем, двутавр 30 — профиль, казалось бы, простой и изученный, но в нём, как и в любом другом деле, дьявол кроется в деталях исполнения и понимания его реального, а не только табличного поведения в конструкции.