Двутавр 35К2: несущая способность и область применения колонного профиля
Двутавр 35К2 относится к категории колонных профилей с параллельными гранями полок, предназначенных для восприятия вертикальных нагрузок в металлоконструкциях ответственного назначения. В отличие от стандартных балочных двутавров, серия К (колонная) оптимизирована для работы на центральное и внецентренное сжатие. Индекс 35 указывает на высоту сечения, равную 350 мм, а обозначение 2 на вторую (среднюю) толщину стенки и полок в размерной линейке данной серии. Профиль 35К2 занимает промежуточное положение по массе и моменту сопротивления между более лёгким 35К1 и усиленным 35К3.
Геометрические параметры и сортамент
Двутавр 35К2 производится методом горячей прокатки на крупносортных станах. Основные размеры регламентируются ГОСТ Р 57837-2017 (взамен устаревшего СТО АСЧМ 20-93). Высота профиля составляет 350 мм, ширина полки 350 мм. Толщина стенки равна 12 мм, толщина полки 19 мм. Радиус внутреннего закругления 16 мм. Площадь поперечного сечения достигает 173,9 см. Погонная масса двутавра 35К2 136,5 кг/м. Длина мерных стержней обычно составляет от 6 до 12 м, допускается изготовление немерной длины по согласованию с заказчиком.
Механические свойства и марки стали
Для изготовления двутавра 35К2 применяются низколегированные стали марок 09Г2С, 15ХСНД, 14Г2АФ, а также углеродистые стали С245, С255, С345 по ГОСТ 27772-2015. Выбор марки стали определяется расчётной температурой эксплуатации и уровнем нагрузок. Предел текучести для наиболее распространённой стали С345 составляет не менее 325 МПа при толщине проката до 20 мм. Временное сопротивление разрыву от 470 до 600 МПа. Относительное удлинение не менее 21%. Ударная вязкость KCV при температуре 40 C для хладостойких исполнений не менее 34 Дж/см.
| Марка стали | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| С245 | от 225 до 245 | от 360 до 440 | от 23 до 25 | от 40 до +50 |
| С345 | от 305 до 345 | от 470 до 600 | от 21 до 23 | от 60 до +50 |
| 09Г2С | от 295 до 325 | от 430 до 590 | от 21 до 22 | от 70 до +50 |
Расчётные характеристики сечения
Момент инерции относительно оси X-X для двутавра 35К2 составляет 31620 см, момент сопротивления 1807 см. Радиус инерции 13,48 см. Момент инерции относительно оси Y-Y 13580 см, момент сопротивления 776 см, радиус инерции 8,84 см. Статический момент полусечения 1015 см. Высокое значение радиуса инерции относительно обеих осей обеспечивает устойчивость колонн при значительной свободной длине. Отношение высоты сечения к ширине полки, близкое к единице, гарантирует равноустойчивость профиля в двух плоскостях.
Применение в строительных конструкциях
Двутавр 35К2 применяется в качестве колонн многоэтажных производственных и складских зданий, опор эстакад, рам каркасов ангаров и торговых центров. Профиль востребован при монтаже большепролётных перекрытий с шагом колонн от 6 до 12 м. В мостостроении двутавр 35К2 используется для изготовления опорных частей и поперечных балок пролётных строений. В энергетическом строительстве профиль применяется для несущих конструкций открытых распределительных устройств (ОРУ) и порталов. Допускается эксплуатация в условиях умеренного и холодного климата при температурах до 60 C при условии применения хладостойких марок стали.
Технология монтажа и соединения
Соединение двутавра 35К2 в узлах металлоконструкций выполняется сваркой или на высокопрочных болтах. При сварке применяются электроды типа Э50А или Э55А по ГОСТ 9467-75, а также сварочная проволока Св-08Г2С для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа. Для болтовых соединений используются высокопрочные болты класса прочности 10.9 или 12.9 с контролируемым натяжением. Отверстия под болты диаметром от 23 до 26 мм выполняются сверлением или на пробивных прессах. Фрезеровка торцов колонн обязательна для обеспечения плотного прилегания опорных плит.
Вопросы и ответы
Чем отличается двутавр 35К2 от 35К1?
Основное отличие увеличенная толщина стенки (12 мм против 10 мм) и полки (19 мм против 16 мм). Это даёт прирост момента сопротивления на 1215% и повышает несущую способность колонны при одинаковой высоте сечения.
Какая марка стали оптимальна для двутавра 35К2 в неотапливаемых складах?
Для неотапливаемых помещений в климатических зонах с расчётной температурой до 40 C рекомендуется сталь С345. При более низких температурах (до 60 C) применяется сталь 09Г2С или 14Г2АФ.
Допускается ли гибка двутавра 35К2 в холодном состоянии?
Холодная гибка колонных профилей не рекомендуется из-за высоких напряжений в зоне изгиба и риска потери устойчивости стенки. При необходимости изменения геометрии применяется горячая гибка с нагревом до 9001050 C.
Какой шаг колонн из двутавра 35К2 считается экономически обоснованным?
Оптимальный шаг колонн для профиля 35К2 составляет от 6 до 9 м при высоте здания до 12 м. При шаге более 12 м требуется проверка на прогиб и устойчивость с учётом ветровых и снеговых нагрузок.