Двутавр 20Ш1

Двутавр 20Ш1: сортамент, нагрузочная способность и применение в металлоконструкциях

Двутавр 20Ш1 относится к категории широкополочных двутавровых балок с параллельными гранями полок, изготавливаемых по ГОСТ Р 57837-2017. Номер профиля 20 указывает на высоту сечения, равную 200 мм, а индекс Ш1 обозначает принадлежность к первой серии широкополочного сортамента с определённой толщиной стенки и полки. В отличие от стандартных двутавров с уклоном внутренних граней (например, 20Б1), профиль 20Ш1 обеспечивает повышенную несущую способность при изгибе и кручении за счёт увеличенной ширины полки от 100 до 110 мм. Это делает его востребованным в узлах, где требуется высокая жёсткость соединения и распределение нагрузок по большей опорной площади.

Геометрические параметры и допуски

Основные размеры двутавра 20Ш1 регламентированы сортаментом и включают:

• высота сечения h 200 мм;
• ширина полки b от 100 до 110 мм (в зависимости от партии и производителя);
• толщина стенки s от 5,5 до 6,0 мм;
• толщина полки t от 8,0 до 9,0 мм;
• радиус внутреннего закругления r не более 10 мм.

Предельные отклонения по высоте и ширине полки соответствуют классу точности В по ГОСТ 26020-83. Масса погонного метра составляет от 21,0 до 22,5 кг в зависимости от фактической толщины элементов. Длина мерных отрезков от 6 до 12 м, возможна поставка немерной длины с шагом 0,5 м.

Механические свойства и нагрузочная способность

Двутавр 20Ш1 изготавливается из низколегированной стали марок 09Г2С, 14Г2, С245, С255, С345 по ГОСТ 27772-2015. Для профиля характерны следующие расчётные характеристики:

• предел текучести от 245 до 345 МПа (в зависимости от марки стали);
• временное сопротивление разрыву от 370 до 490 МПа;
• относительное удлинение после разрыва не менее 21%.

Момент сопротивления относительно оси X-X составляет от 180 до 200 см, относительно оси Y-Y от 30 до 35 см. Момент инерции при изгибе относительно оси X-X достигает от 1800 до 2000 см. Эти параметры обеспечивают работу балки в качестве ригеля, прогона или стойки в каркасных зданиях с пролётами до 69 м при равномерно распределённой нагрузке до 1520 кН/м.

Области применения в строительстве и машиностроении

Двутавр 20Ш1 применяется в следующих конструктивных элементах и системах:

• несущие балки перекрытий и покрытий промышленных зданий с шагом колонн 69 м;
• подкрановые балки для мостовых кранов грузоподъёмностью до 5 т;
• стойки и ригели рамных каркасов ангаров, складов, торговых центров;
• опорные конструкции конвейерных галерей, эстакад и транспортёрных систем;
• элементы мостовых переходов и пешеходных мостов с пролётом до 12 м.

Благодаря широкой полке профиль 20Ш1 обеспечивает удобство монтажа болтовых соединений отверстия под высокопрочные болты располагаются без ослабления сечения. В сварных конструкциях допускается выполнение стыковых и угловых швов без разделки кромок при толщине стенки до 6 мм.

Особенности расчёта и проектирования

При проектировании конструкций из двутавра 20Ш1 необходимо учитывать:

• коэффициент условий работы c = 0,91,0 для статической нагрузки;
• проверку местной устойчивости стенки при высоких касательных напряжениях требуется установка поперечных рёбер жёсткости при отношении высоты стенки к толщине более 70;
• ограничение гибкости для сжатых элементов 120 для основных колонн;
• расчёт на выносливость при циклических нагрузках (крановые балки) категория напряжённого состояния К0К2.

Для эксплуатации в условиях низких температур (до 40 C) рекомендуется применять двутавр 20Ш1 из стали 09Г2С, обеспечивающей ударную вязкость KCU не менее 34 Дж/см при 40 C.

Вопросы и ответы