Двутавр 40К2: колонный профиль с усиленным сечением
Двутавр 40К2 относится к категории колонных профилей с параллельными гранями полок, предназначенных для восприятия высоких вертикальных нагрузок. В отличие от стандартных балок серии Б, профиль 40К2 имеет увеличенную толщину стенки и полок, что обеспечивает повышенную несущую способность при работе на центральное и внецентренное сжатие. Номер профиля (40) соответствует высоте сечения, равной 400 мм, а индекс К2 указывает на вторую (усиленную) разновидность в серии колонных двутавров.
Конструктивные особенности и геометрия
Основное отличие двутавра 40К2 от балок серии Б или Ш соотношение высоты сечения к ширине полки, близкое к единице. Это обеспечивает равноустойчивость колонны относительно обеих осей. Геометрические параметры профиля:
- высота сечения 400 мм;
- ширина полки 400 мм;
- толщина стенки 21 мм;
- толщина полки 24 мм;
- радиус внутреннего закругления 24 мм.
Площадь поперечного сечения составляет 244,1 см, масса одного погонного метра 191,6 кг. Момент инерции относительно оси X 87 170 см, относительно оси Y 25 630 см. Радиус инерции 18,9 см для оси X и 10,2 см для оси Y.
Материал и механические свойства
Двутавр 40К2 изготавливается из низколегированной стали марок 09Г2С, 14Г2, 15ХСНД или углеродистой стали Ст3сп5 по ГОСТ 27772-2015. Выбор марки стали определяется условиями эксплуатации и требованиями к хладостойкости. Для конструкций, работающих при температурах до 40 C, применяется сталь 09Г2С с гарантированным ударным вязкостью KCU не менее 34 Дж/см при 40 C.
Предел текучести для профиля из стали 09Г2С составляет не менее 325 МПа, временное сопротивление разрыву от 460 до 590 МПа. Относительное удлинение после разрыва не менее 21%. Твёрдость по Бринеллю от 120 до 180 HB.
| Параметр | Значение для 40К2 | Единица измерения | Марка стали | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Высота сечения | 400 | мм | Номинальная | |
| Ширина полки | 400 | мм | Параллельные грани | |
| Толщина стенки | 21 | мм | Усиленная | |
| Предел текучести | от 325 до 345 | МПа | 09Г2С | В зависимости от толщины |
| Ударная вязкость KCU | не менее 34 | Дж/см | 09Г2С | При 40 C |
Области применения
Двутавр 40К2 применяется в качестве колонн в каркасах промышленных зданий, многоэтажных торговых и офисных центров, ангаров и складских комплексов. Профиль востребован при строительстве:
- колонн пролётом от 12 до 36 м в цехах металлургических и машиностроительных предприятий;
- опор эстакад для технологических трубопроводов и транспортёров;
- стоек рамных конструкций мостовых кранов грузоподъёмностью до 50 т;
- вертикальных элементов большепролётных арочных покрытий;
- несущих стоек в системах высотного стеллажного хранения.
Благодаря высокой жёсткости на кручение, профиль 40К2 также используется в качестве балок в мостовых переходах и подкрановых путях при условии соответствия расчётным нагрузкам.
Нормативная база и контроль качества
Производство двутавра 40К2 регламентируется ГОСТ Р 57837-2017 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Контроль геометрических размеров выполняется на каждом этапе прокатки. Допускаемые отклонения по высоте сечения составляют 3 мм, по толщине стенки 1,5 мм, по толщине полки 2 мм. Кривизна профиля не должна превышать 0,1% от длины. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава и механических свойств.
Вопросы и ответы
Чем двутавр 40К2 отличается от балки 40Б2?
Основное отличие соотношение высоты и ширины полки. У колонного профиля 40К2 ширина полки равна высоте (400 мм), что обеспечивает равную устойчивость относительно осей X и Y. У балки 40Б2 ширина полки меньше (200 мм), что даёт высокий момент сопротивления только в вертикальной плоскости.
Из какой стали производят двутавр 40К2 для северного исполнения?
Для эксплуатации при температурах до 60 C применяется сталь 09Г2С-12 по ГОСТ 19281-2014 или импортные аналоги типа S355NL. Для умеренного климата (до 40 C) достаточно стали 09Г2С или 14Г2.
Какую нагрузку выдерживает колонна из двутавра 40К2 высотой 6 м?
Несущая способность зависит от расчётной схемы и марки стали. Для центрально-сжатой колонны из стали 09Г2С при свободной длине 6 м критическая нагрузка составляет ориентировочно от 1800 до 2200 кН. Точный расчёт выполняется по СП 16.13330.2017.
Можно ли использовать двутавр 40К2 в качестве подкрановой балки?
Применение возможно для кранов лёгкого и среднего режима работы (до 5К по ГОСТ 25546-82) при условии проверки на выносливость и местные напряжения. Для тяжёлых кранов рекомендуется использовать специальные подкрановые профили серии П.