Вес двутавровой балки - полная таблица по номерам и калькулятор расчета погонного метра
Содержание:
- Что такое двутавровая балка
- Для чего нужна информация о массе двутавра
- От чего зависит вес двутавра
- Как рассчитывается вес 1 метра
- Как самостоятельно определить вес двутавра
- Масса двутавра для стандартных длин
- Вес двутавровой балки по ГОСТ
- Как отличается масса горячекатаных и сварных балок
- Пример расчета для перекрытия дачного дома 6×9 м
Точный вес двутавровой балки – не просто справочная цифра, а ключевой параметр для инженера. От него зависят расчет нагрузок, подбор фундамента и итоговая стоимость металлоконструкции. Ошибка в вычислениях может привести к критическим деформациям или, наоборот, к неоправданному перерасходу металла и увеличению бюджета проекта.
Что такое двутавровая балка
Двутавровая балка – фасонный профиль металлопроката, имеющий H-образное сечение, состоящее из двух параллельных полок и соединяющей их вертикальной стенки. Полки расположены под прямым углом к стенке и находятся по обе стороны от нее, что отличает двутавр от швеллера, у которого полочки расположены с одной стороны.
Высота стенки может варьироваться от 100 до 1000 мм, а ширина полок в пределах 55–435 мм. Толщина стенки составляет 3,8–96 мм, а толщина полок 5–147 мм.
Для производства применяют технологию прокатки или сварки. Горячекатаные изготавливают на прокатных станках путем горячей деформации цельной стальной заготовки. Геометрия профиля формируется в процессе прокатки, что обеспечивает монолитную структуру металла без сварных швов. Их выпускают в двух классов точности: А (высокая) и В (обычная). Допуски по высоте стенки составляют 2– 5 мм, по ширине полки 2–3 мм.
Сварные производят путем автоматической сварки отдельных элементов. Эта технология позволяет создавать решения с нестандартными размерами и геометрией, недостижимыми при прокатке.
Для изготовления применяют преимущественно углеродистую и низколегированную сталь, обуславливающие эксплуатационные характеристики балочного профиля:
-
высокая прочность;
-
повышенная жесткость;
-
стойкость к деформациям при статических и динамических нагрузках;
-
жесткость на сдвиг;
-
сопротивление усталости при многократных циклах нагружения и разгрузки без потери несущей способности;
-
долговечность при условии антикоррозийной защиты.
Перечисленные плюсы сделали этот вариант металлопроката востребованными в строительстве для создания каркасов зданий, мостов, а также в машиностроении и вагоностроении. Их высокая прочность и жесткость делают их незаменимыми в конструкциях, работающих на изгиб и требующих надежности, долговечности.
Двутавр размер 10
Для чего нужна информация о массе двутавра
Информация о том, сколько весит двутавровая балка является не справочной, а ключевой инженерной и экономической величиной. Она нужна для решения критически важных задач в строительстве:
-
Расчет несущей способности и нагрузок. Масса балочного профиля – основная составляющей собственного веса металлоконструкции. Он создает постоянную нагрузку, которая суммируется с полезной (временной) нагрузкой (например, от оборудования, людей, снега). Ошибка в этом расчете ведет к неравномерной осадке, разрушению сооружения, некорректному подбору сечения.
-
Логистика, монтаж. Зная весовые показатели погонного метра и общую длину, можно точно рассчитать тоннаж партии, определить требования к грузоподъемному оборудованию на строительной площадке (кранам, лебедкам) и такелажной оснастке (стропам, траверсам).
-
Сметный расчет. Стоимость тонны металлопроката – базовая величиной в сметном расчете. Зная точную тяжесть изделий в проекте, можно с высокой точностью определить общую стоимость металлоконструкций. Если двутавровая балка в наличии у поставщика, это позволяет избежать дополнительных затрат на ее заказ и доставку, а также ускоряет начало монтажных работ.
-
Оптимизация при распределении веса. Инженер может сравнить несколько вариантов. Это позволит определить тот вид, который будет легче для основания, сократит опорные реакции и усилия в болтовых или сварных соединениях.
От чего зависит вес двутавра
Этот параметр не является произвольной величиной, а строго определяется плотностью материала. Справочная масса одного метра стального двутавра вычисляется при стандартной плотности углеродистой стали, равной 7850 кг/м³. Вычисление тяжести балочной конструкции базируется на площади поперечного сечения профиля, которую определяют, основываясь на следующие параметры:
-
s – толщина стенки. Один из влиятельных параметров. Прирост толщины стенки всего на миллиметр способен увеличить массу погонного метра на 10–15% в зависимости от номера профиля.
-
b — ширина полки. Увеличение ширины напрямую увеличивает площадь и, соответственно, массу.
-
h – высота стенки. Основной фактор, определяющий площадь сечения.
-
t — средняя толщина полки. Большое влияние на результат оказывает в широкополочных вариантах.
-
R и r – радиусы внутреннего закругления и закругления полки. Эти параметры влияют на точную площадь сечения, хотя их вклад в весовые показатели менее значителен по сравнению с линейными размерами.
Масса профиля растет непропорционально его линейным размерам, так как она увеличивается соразмерно площади его поперечного сечения. Увеличение веса в каждом следующем номере металлопрофиля, например, переход от №10 к №12, объясняется одновременным действием нескольких факторов: увеличением высоты профиля (h), утолщением стенки (S) и расширением полочек (b).
При расчете следует учитывать, что фактический результат может незначительно отличаться от справочной. Согласно стандартам, допускается отклонение для погонного метра, которое составляет в среднем +3/-5 %. Это связано с технологическими допусками при производстве.
Как рассчитывается вес 1 метра
Расчет погонного метра балочного профиля решается двумя методами: табличным и геометрическим (расчетным).
Табличный метод предусматривает – быстрый и надежный способ. Весовые значения уже вычислены и сведены в справочные таблицы, регламентируемые ГОСТ. В таблицах каждому типоразмеру присвоен номер.
Примеры из справочной таблицы (кг):
-
№10Б–8,7;
-
№20Ш–30,6;
-
№30К1–84,8;
-
№40Ш2–111,1.
Для нестандартных или сварных балок табличная методика неприменима, и необходимо использовать геометрический расчет. Этот метод основан на вычислении объема металла в одном метре металлопрофиля и его плотности.
Масса (m) рассчитывается по формуле:
m=ρ×S,
где: ρ –плотность стали, а S – площадь поперечного сечения, вычисляемая через ее основные габариты, как сумма площадей стенки и двух полок.
Пример для размеров h=0,2 м, b=0,1 м, S=0,008 м, t=0.012 м.
Площадь: (0.2×0.008)+2×(0.1×0.012)=0.0016+0.0024=0.004 м²
Масса: 7850×0.004=31.4 кг
Полученный результат является теоретическим. Фактический показатель может отличаться на +3/-5% из-за допусков в производстве, что необходимо учитывать при точных сметных расчетах.
Как самостоятельно определить вес двутавра
Для стандартных изделий, произведенных по ГОСТ, ручной расчет излишен и сопряжен с риском арифметической ошибки. Наиболее практичный способ – использовать онлайн-калькулятор веса металла.
В этом случае расчет занимает несколько секунд и исключаются ошибки ручного вычисления. Не нужно знать все геометрические параметры. Достаточно знать номер профиля или выбрать его из списка, ввести длину в метрах в соответствующее поле и получить результат. Калькулятор мгновенно выдаст точный результат с учетом выбранного стандарта.
Масса двутавра для стандартных длин
Для конкретной длины она определяется как произведение массы одного погонного метра на длину профиля. Чтобы ее посчитать, используют формулу:
M общ=m пог.м×L,
где: m пог.м – справочная информация на один погонный метр данного профиля, кг/м, а L – общая длина, м.
В таблице приведены расчетные значения для стандартных длин на примере различных типов двутавра №20, чтобы продемонстрировать разницу в металлоемкости.
|
Тип и номер двутавра |
Масса 1 м, кг |
3 м |
6 м |
9 м |
12 м |
|
20Б1 |
22,4 |
67,2 |
134,4 |
201,6 |
268,8 |
|
20Ш1 |
30,6 |
91,8 |
183,6 |
275,4 |
367,2 |
|
20К1 |
41,5 |
124,5 |
249 |
373,5 |
498 |
|
20 |
21 |
63 |
126 |
189 |
252 |
Двутавр размер 30
Вес двутавровой балки по ГОСТ
Этот показатель в России регламентируется государственными стандартами, которые устанавливают точные значения для каждого типоразмера. Использование справочных данных из ГОСТ является обязательным для корректного проектирования и сметных расчетов. Регламент уточняет металлопрофиль
Широкополочные ГОСТ 26020-83
Обозначают в маркировке буквой "Ш". Отличаются увеличенной шириной полочек при стандартной высоте стенки. Это обеспечивает большую площадь опирания и высокую устойчивость к изгибающим нагрузкам. Применяются в качестве основных несущих элементов в строительстве, для создания колонных и ригельных конструкций, а также в качестве опорных балок.
Примеры того, сколько весит один погонный метр разных номеров двутавра (кг):
-
20Ш – 30,6;
-
30Ш2 – 61;
-
40Ш3 – 123,4;
-
50Ш1 – 114,4.
Нормальные с параллельными гранями ГОСТ 26020-83
Маркируют буквой "Б". Это наиболее распространенный тип металлопрофиля общего назначения. Полки расположены параллельно друг другу. Для этой категории характерен баланс между прочностью на изгиб и весовыми характеристиками, что делает их универсальным решением для перекрытий, мостов, каркасов зданий, других конструкций.
Примеры веса двутавра "Б" (кг):
-
20Б – 22,4;
-
26Б1 – 28;
-
30Б – 32,9;
-
35Б1 – 38,9.
Колонные ГОСТ Р 57837-2017
Прописывают в маркировке буквой "К". Имеют развитое сечение, близкое к квадратному, для обеспечения максимальной устойчивости к сжимающим нагрузкам. Предназначены для использования в качестве несущих колонн, стоек и других вертикальных элементов, работающих на сжатие.
Популярные номера и их масса в кг:
-
20К1 – 41,5;
-
25К1 – 51,2;
-
30К1 – 84,8;
-
40К1 – 138.
С уклоном внутренних граней ГОСТ 8239-89
Это классический вариант исполнения металлопрофиля этой категории (в европейской классификации – IPN). Внутренние грани имеют уклон, как правило, до 12%. Это исторически первый балочный Н-профиль, который до сих пор используется в ряде конструкций. Уклон граней обеспечивает лучшее сопряжение с другими элементами в некоторых узлах, но уступает вариантам с параллельными гранями по технологичности монтажа и эффективности распределения материала.
Примеры веса востребованных номеров (кг):
-
10 – 9,5;
-
14 – 13,7;
-
18 – 18,4;
-
24 – 27,3;
-
30 – 36,5.
Монорельсовые ГОСТ 19425-74
Специализированный вид с маркировкой "М" или "С", предназначенный для сооружения крановых путей и монорельсовых дорог. Изготавливаются из сталей обычной или высокой прочности для восприятия высоких динамических и ударных нагрузок от движения крановой тележки. Отличаются повышенной износостойкостью и надежностью, так как являются критически важным элементом грузоподъемного оборудования.
Для монорельсовых балок значения тяжести могут отличаться в зависимости от марки используемой стали (обычная или повышенная прочность). Точные данные необходимо уточнять в таблицах стандарта для конкретной марки стали.
Примеры для обычной стали (кг):
-
18М – 25,8;
-
24М – 38,3;
-
36М – 57,9;
-
45М –77,5.
Как отличается масса горячекатаных и сварных балок
Горячекатаные при одинаковой несущей способности тяжелее сварных, впрочем, как и горячекатаные швеллеры и профильные трубы. Сварные на 10–30% легче. Обусловлено это технологией производства. При горячей прокатке материал становится более плотным, а толщина стенок равномернее. Но, из-за технических ограничений прокатного оборудования максимальная высота горячекатаной балки обычно не превышает 600–1000 мм. Чтобы увеличить несущую способность, проектировщик вынужден переходить на следующий, более тяжелый номер профиля из таблицы соответствующего ГОСТ.
Сварные двутавры собираются из отдельных листовых элементов, что снимает ограничения на их геометрию. Здесь тяжесть не является фиксированной величиной, а рассчитывается индивидуально на этапе проектирования. Для них можно задавать любую высоту, ширину и толщину элементов позволяет "положить металл туда, где он работает". Это позволяет создавать рациональные профили с минимальным весом. На практике это дает экономию на средних и больших пролетах.
Пример расчета для перекрытия дачного дома 6×9 м
Задача: перекрыть дачный дом размером 6×9 м при условии укладки балок с шагом 1,5 м на длинные стороны. Стандартно для пролета шириной 6 м при обычной бытовой нагрузке применяют двутавр №20:
-
Рассчитываем количество балок: 9/1,5+1=7 шт.
-
Для перекрытия шестиметрового пролета понадобится длина, которая включает запас на опирание на две стороны минимум по 15 см: 6+(0,15×2)=6,3 м.
-
Определим общую длину металлопрофиля: 7×6,3=44,1 м.
-
Один погонный метр горячекатаного стального двутавра №20, выполненного по ГОСТ 8239 составляет 21 кг. Тогда общий вес балочного перекрытия составит: 44,1×21=926,1 кг.
Полученные килограммы распределяются на 14 точек опирания – по 2 стороны у каждого металлопрофиля. На каждую точку придется всего по 66 кг металла. Это идеальный, стандартный показатель для несущего каркаса из кирпича, газоблока.
Двутавр размер 20
Выполненный расчет станет отправной точкой для проектирования фундамента, выбора конструктива стен и организации строительного процесса. Эти знания нужны для заказа металлопроката, планирования его доставки на участок и подбора грузоподъемной техники, которая потребуется для монтажа.