I-nosník: výhody a geometrické vlastnosti, konstrukce, výrobní kroky

Hmotnost I-paprsku

Snad nejznámějším tvarovaným kovovým válcem široce používaným ve stavebnictví je válcovaná ocel nazývaná I-nosník. Jeho profilová část je téměř úplně podobná písmenu H ležícímu bokem.

Díky této sekci může nosník odolat poměrně velkému vertikálnímu (ohybu) a bočnímu zatížení, stejně jako tlaku, kroucení a tahu. To znamená, že jeho unikátní sekce umožňuje paprsku pracovat téměř ve všech oblastech.

Popis a účel

Všechny I-nosníky jsou vyráběny válcováním na speciální válcovací stolici v souladu s normami předepsanými GOST mají proto přísně regulovanou sekci a strukturu. Pomocí speciálních tabulek, kde je uveden sortiment těchto výrobků, si můžete libovolně vypočítat potřebné parametry potřebné pro konkrétní konstrukci I-nosníku.

Průmysl válcování kovů vyrábí mnoho různých typů nosníků a sloupových I nosníků, které jsou z hlediska pevnosti a hospodárnosti mnohem lepší než podobné čtvercové nebo obdélníkové nosníky, zejména pokud jde o vysokou pevnost. Proto se neustále používají pro stavbu rámových kovových konstrukcí při výstavbě velkých průmyslových podniků.

Výhody

  1. Odolá těžkým nákladům téměř ve všech směrech;
  2. Mnohem lehčí než pevné kovové nosníky, které mají stejné pevnostní charakteristiky;
  3. Pohodlné pro přepravu, skladování a instalaci;
  4. Ve srovnání s pevnými ocelovými nosníky je hmotnost nosníku I mnohem nižší, což znamená, že se na jeho výrobu spotřebuje méně kovu;
  5. Během instalace můžete použít ruční obloukové svařování a svařování plynem;
  6. Díky speciálnímu průřezu, kdy mají příruby nosníku I na obou stranách jeho středové stěny stejné přesazení, jsou snahy o jeho zkroucení téměř minimální, protože tuhost konstrukce je zajištěna ze všech stran.

Omezení

  1. Nedostatečná odolnost proti korozi. Je nutné provést speciální antikorozní nátěr;
  2. Deformace pod vlivem vysoké teploty je možná;
  3. U velkých rozpětí je nutné dodatečně instalovat nosné prvky ve formě sloupů.

Geometrické charakteristiky

Charakteristika I-nosníků

  1. (H) výška – vzdálenost mezi spodní a horní policí;
  2. (B) šířka – příčná délka polic;
  3. (S) tloušťka stěny spojující horní police se spodními;
  4. (t) průměrná tloušťka polic – blíže k okraji se tloušťka zmenšuje a směrem ke středu se zvětšuje, zatímco nárůst jde dovnitř I-paprsku. Průměrná tloušťka se vypočítá podle vzorce B – S / 4 = t;
  5. ® poloměr zakřivení v místě, kde stěna nosníku I přiléhá k přírubám. Díky zesílení a radiálnímu spojení polic se stěnou značky se její síla zvyšuje, protože veškeré zatížení dopadá na její střed. To má za následek určité úspory kovu, protože zpevnění hran horní a spodní roviny nedává smysl;
  6. ® vnitřní sklon polic, který jde v pravém úhlu s prodloužením ke stěně značky.

Jeho technické vlastnosti závisí na všech uvedených parametrech I-paprsku, proto jsou jasně označeny GOST a jsou při výrobě přísně dodržovány. I-nosníky s hladkým bez zesílení police jsou také rozděleny do určitých typů a mají písmenné označení:

  1. (B) – normální paprsek.
  2. (Sh) – široký paprsek.
  3. (K) – sloupový nosník.
  4. (M) – trámový most nebo jednokolejka.
  5. (C) – speciální konstrukční nosník.
  6. (D) – přídavný nosník.

I-beam design

Podle návrhu I-paprsky mají pouze tři typy, který zahrnuje:

  1. Býk normální (obyčejný);
  2. Sloupový;
  3. Široká police.

První pohled má středovou výztuhu od 100 do 600 mm. Zároveň mají jejich police zvýšenou tloušťku – to snižuje zatížení centrálního vertikálního žebra značky vnějšími silami. Tuhost tohoto provedení odpaliště je relativně nízká, takže běžný I-nosník nemůže přesáhnout délku více než 19 m / p.

READ
Výběr podlahového laku

U širokých I-nosníků poměr šířky polic k výšce je 1 až 2.5 – 1 až 1.16, což poskytuje nosníkům vysokou stabilitu a umožňuje je použít jako samostatnou konstrukci. Síla těchto nosníků je přirozeně mnohem vyšší než obvykle.

Nejsilnější ze všech I-paprsků jsou sloupové nosníky. Mají výkonnější sekci, díky které snesou enormní zátěž, měřenou v tunách. Tato vlastnost ale samozřejmě vedla k jejich nárůstu hmotnosti, která je mnohem větší než u prvních dvou typů, takže se často používají pouze pro montáž nosných sloupků v rámových konstrukcích.

Podle způsobu výroby se I-nosníky dělí na válcované za tepla a svařované.

Válcované za tepla

Typy I-nosníků

Vyrobeno v metalurgickém závodě válcováním za tepla na speciální válcovně z ocelové tyče zahřáté na určitou teplotu. Jejich důstojnost je vyjádřena úplnou pevností výrobku, na kterém není jediný šev, jednoduchostí a nízkými výrobními náklady. Díky pevnosti má I-nosník válcovaný za tepla nejvyšší ukazatele spolehlivosti a pevnosti.

Proces válcování umožňuje získat velmi kvalitní kovové výrobky s vysokou rozměrovou přesností. Nevýhodou je přítomnost okují na povrchu kovu po válcování. Tloušťka stěn, díky které má odpaliště velkou váhu ve srovnání s kanálem podobné velikosti. Omezení velikosti. Ruské hutní závody válcované I-nosníky s šířkou přírub nepřesahující 400 mm a délkou nepřesahující 12 m/s.

Технические характеристики

Pevnost za tepla válcované značky je ovlivněna především:

  1. Použitá třída oceli. Například při válcování I-nosníku pro zvláště kritické konstrukce a také pro instalaci v drsných klimatických zónách se používá nízkolegovaná ocel třídy 09G2S;
  2. Délka celé konstrukce pomocí I-paprsku;
  3. Typ sekce značky (rovný typ polic nebo s vnitřním sklonem);
  4. Tloušťka polic a vertikální stěny;
  5. Typ očekávaného a skutečného zatížení;
  6. Způsob upevnění nosníku I.

Svařované

Specifikace H-Beam válcovaných za tepla

Někdy, v závislosti na okolnostech, vyrobené svařované I-nosníky, což jsou prakticky obdoby oceli válcované za tepla. Jsou poměrně široce používány ve stavebnictví při výstavbě různých typů infrastrukturních zařízení, veřejných, obytných a některých průmyslových zařízení.

Nosníky se vyrábějí spojováním jednotlivých kovových pásů na speciálních stojanech pomocí elektrického svařování. Svařovaný nosník, stejně jako za tepla válcovaný nosník, může nést velká zatížení a prakticky není náchylný ke zkroucení a má také své specifické vlastnosti, výhody a nevýhody.

Výhody svařovaného I-nosníku

Je tu příležitost pro zákazníka vybrat správnou velikost provedení. Můžete vyrobit produkt s individuálními rozměry na délku, šířku polic a výšku značky. Na přání zákazníka lze svařovaný nosník ihned vyrobit s otvory pro různá upevnění a spoje a také zpevnit přivařením přídavných výztuh.

Takový nosník je mnohem lehčí než za tepla válcovaný a díky tomu se navíc ušetří určité finanční prostředky, které lze použít na jiné stavební materiály.

Omezení

Přítomnost svarů, což do určité míry snižuje pevnost téměř celé konstrukce, zvláště pokud bylo svařování prováděno ručně. Je pravda, že v tomto případě může být odpaliště vyztuženo dalšími výztuhami, které jsou přivařeny mezi policemi ke stěně I-paprsku.

READ
Jak vybrat tapetu do kuchyně? Tipy pro návrháře a pravidla výběru

S dodatečným vyztužením se používají kovové pláty (šátky) a tím dochází k přetečení materiálu, což stojí určité peníze a přirozeně se o určitou částku zvyšuje cena svařovaného výrobku.

Výrobní kroky

Výhody svařovaných H-nosníků

  1. Značení, řezání a řezání plechů se provádí pomocí gilotiny;
  2. Pro zlepšení penetrace na pásu určeném pro stěnu značky jsou zkosení odstraněna pod určitým úhlem;
  3. Připravené obrobky jsou sestaveny do konstrukce na speciálním montážním stole a pevně fixovány v předem určené poloze. Na stejném stole je upevněn speciální svařovací stroj se sadou svařovacích hlav, které provádějí svařovací práce a pohybují se podél sestaveného nosníku;
  4. V případě potřeby se na hotovém výrobku provádí úprava, vrtání určitých otvorů a ořezávání;
  5. Po svařování a všech dalších pracích pomocí pískovacího zařízení jsou svary důkladně očištěny a samotný nosník je očištěn od rzi, topného oleje a nečistot;
  6. Na hotový výrobek se nanáší speciální nátěr barvy a laku.

přihláška

Hlavní průmysl, kde se používá I-paprsk je výstavba velkých průmyslových a velkých nákupních a zábavních komplexů. T-nosníky jsou široce používány pro konstrukci nosných a nosných prvků různých kovových konstrukcí nadjezdů, mostů, různých nadjezdů a také pro instalaci stropů s velkým rozpětím. Pravděpodobně neexistuje jediná inženýrská struktura, kde by nebyly použity kovové I-nosníky.

Mohou převzít svislé a zároveň příčné zatížení a přenést je na hlavní stěny, sloupy nebo jiné podpěry.

Vrtné plošiny jsou vyrobeny z účelových I nosníků a jsou zpevněna důlní díla, kde jsou zvláště velká zatížení. S jistotou můžeme říci, že bez použití ocelového I-nosníku se v současnosti neobejde ani jedna důležitá stavební konstrukce.

Typy a funkce

Jak se vyrábí paprsek I

18 I-nosník je prvním zástupcem velké rodiny ocelových I-nosníků používaných při výstavbě objektů různé úrovně složitosti a odpovědnosti. Jedná se o nejpoužívanější I-nosník, který se používá při výstavbě jak sériových průmyslových podniků, tak při výstavbě unikátních konstrukcí v podobě různých samostatných konstrukcí.

Používá se i v jiných konstrukcích, kde je potřeba zajistit potřebnou tuhost a pevnost jakékoli kovové konstrukce, která by sama o sobě měla mít nízkou hmotnost. Také 18 nosníků I se používá k vytvoření určitých vodících linií pro pohyb průmyslových zdvihacích systémů (jednokolejnice pro nákladní výtahy).

Taurus může být vyroben z uhlíkových a nízkolegovaných ocelí pro všeobecné účely.

Hmotnost a parametry

V zásadě parametry jakéhokoli pronájmu jsou indikátory pro jeho použití při určité zátěži v různých stavebních a průmyslových oborech. 18 Nosníky I mohou podle přesnosti válcovaných výrobků patřit do kategorie (A), která označuje zvýšenou přesnost. Jeho odchylka od velikosti stanovené v souladu s GOST může být v rozmezí ± 0,2%.

Také paprsek může být kategorie (B) – to je kategorie běžné přesnosti s tolerancí ± 0,5 %. Obvykle se vyrábí z nízkouhlíkové oceli, která má obsah uhlíku přibližně 0,3 %. Ale pro zvýšení její pevnosti lze ocel pro 18 I-nosníky dodatečně legovat.

Kategorie A:

Vyrobeno v souladu s GOST 8239–89.

Kategorie B:

  1. H – 180 mm;
  2. B – 90 mm;
  3. S – 5.1 mm;
  4. t – 8.1 mm;
  5. m – 18.35 kg m/p;
  6. 54.5 m / p – v 1 t.

Vnitřní sklon polic nosníku I No18 odpovídá 6-12% a číslo udává, že výška jeho profilu odpovídá 18 cm.

READ
Altán ve stylu chaty: příklady a možnosti, recenze

I-nosník: rozměry, vlastnosti

I-nosník, nebo hovorově I-nosník, spolu s kanálem a ocelovým úhelníkem, je jedním z hlavních typů válcovaného kovu používaného ve stavebnictví, výrobě ocelových konstrukcí pro nosné i pomocné účely. Vzhledem k optimálnímu poměru “hmotnost I-nosníku – podélná tuhost” jsou válcované výrobky široce používány jako hlavní konstrukční prvky pro mostní pole, vazníky, podpěrné sestavy a železobetonové podlahové desky.

Regulační dokumenty pro I-nosník

I-nosník je kompozice centrálního vertikálního plochého nosníku a dvou nosných polic, horní a spodní. Technologie výroby válcovaných výrobků je taková, že v ní nejsou žádné svary, proto zpočátku ve struktuře nejsou žádná zbytková napětí a plastické deformace. Proto je výpočet stavebních konstrukcí na únosnost zjednodušen, stačí správně určit podmínky pro působení zatížení. Ostatní údaje, moment odporu, délka a hmotnost – z tabulky sortimentu.

Dnes se I-beam vyrábí v několika verzích podle následujících norem:

  • Rozpětí I-paprsku pro všeobecné technické a speciální účely v souladu s GOST č. 19425-74;
  • Ocelové nosníky válcované za tepla podle GOST č. 8239-89;
  • I-nosníková ocel pro speciální účely v definici GOST č. 535-88 a č. 19425-74.

Poznámka! Kromě státních norem vyrábí mnoho metalurgických podniků I-nosníky podle vlastních technických servisních stanic, které se mohou lišit od norem stanovených GOST.

Pevnost a únosnost konstrukčního prvku závisí na hmotnosti válcovaných výrobků, rozměrech polic a vzájemných proporcích profilu. Nejjednodušší způsob je určit hmotnost 1 metru I-nosníku z tabulky uvedené v sortimentu nebo jakýchkoli technických referenčních knih. Zpravidla se za standardní považuje délka nosníku 13 m, ale v praxi je délka válcovaných výrobků určena zákazníkem, takže sklady kovů a výrobní závody mohou realizovat širší rozsah velikostí pro logistiku a přepravu potřeby. Nejčastěji se těžké I nosníky nakupují v segmentech 10 ma 4 m. Lehčí nosníky se řežou na segmenty, které jsou násobky 4 m.

Hmotnost I-paprsku

Pokud plánujete nákup válcovaných výrobků pro nízkorozpočtovou výstavbu, například loděnici nebo sklad, bude užitečné znát hmotnost nosníku ve standardním segmentu. Hned je třeba zmínit, že specialisté dopravních společností operují v tunách a konstruktéři pracují v délkách I-válcované oceli. Proto na otázku, kolik váží I-beam 30 metrický, v prvním případě bude odpověď – 27 metrů v tuně, ve druhém – 36,5 kg, což znamená hmotnost jednoho metru.

Jak různé jsou lineární hmotnosti paprsků sousedních velikostních rozsahů? Hmotnost 1 metru I-nosníku 27 bude pouze 31,5 kg. U další velikosti č. 33 je hmotnost 42 kg a hmotnost I-nosníku 40 je již 57 kg.

Ukazuje se, že s nárůstem velikosti běhu roste hmotnost a moment odporu mnohem rychleji než geometrická výška. Pro srovnání uvádíme poměr hmotností a velikostí trámů široce používaných v domácí výstavbě:

  • I-nosník 12, hmotnost 1 metru je 11,5 kg, moment odporu je 39,7 cm 3;
  • I-nosník 14 hmotnost 1 metr -13,7 kg, moment – 81,7 cm 3;
  • I-nosník 16 hmotnost 1 metr – 15,9 kg, moment odporu je 109 cm 3;
  • I-nosník 18, hmotnost 1 metru je 18,4 kg, moment vzhledem k podešvi profilu je 143 cm3.
READ
Návrh 1pokojového bytu Chruščov pro moderního člověka - 20 fotografií interiérů

Hmotnost I-nosníků konstrukční skupiny používaných v průmyslu při stavbě nosných rámů, podlah vícepodlažních budov a mostů:

  • I-nosník 20 hmotnost 1 metr 21kg, moment odporu – 184 cm 3;
  • I-nosník 24 hmotnost 1 metr 27 kg, moment odporu – 289 cm 3;
  • I-nosník 30 hmotnost 1 metr 36,5 kg, moment odporu – 482 cm 3;
  • I-nosník 40 hmotnost 1 metr 57 kg, moment odporu – 953 cm 3.

Pozorný člověk si hned všimne, že číselné označení půjčovny skutečně odpovídá její výšce. Rozsah velikostí je sestaven tak, že každý následující profil zvyšuje moment setrvačnosti nebo moment odporu o 10 %. Velikostní rozsah výšek I-nosníků od 10 do 40 přichází v krocích po 3 mm, u profilu nad 40 cm se krok zvětší na 5 mm.

Design I-beam a vlastnosti jeho zařízení

Zařízení I-beam je znázorněno na obrázku. K určení vlastností a charakteristik v GOST a sortimentu se používají alespoň čtyři další charakteristiky:

  • Umístění polic – rovnoběžné nebo se sklonem;
  • Rozměry vodorovných polic nosníku I vzhledem k vertikálnímu stojanu;
  • Hmotnost 1 metru I-nosníku a standardní délka válcovaných výrobků;
  • Třída přesnosti výroby profilu, zvýšená přesnost je označena písmenem “A”, obyčejná nebo obyčejná – písmenem “B”.

Sortiment navíc rozděluje výšku a šířku svislého překladu do samostatných kategorií. Tyto parametry mají na první pohled také poměrně značný podíl na pevnosti a tuhosti profilu, ve skutečnosti jsou uváděny pouze proto, abychom znali geometrické rozměry nosníku při návrhu konstrukce. Svislý překlad se nijak výrazně nedoplňuje, navíc se u některých zakázkových jakostí ocelových válcovaných nosníků vyrábí s velkým počtem otvorů ve svislém překladu.

Vlastnosti zařízení I-beam

Hlavním dokumentem definujícím konstrukci válcovaných výrobků je GOST 19425-74. Státní norma popisuje všechny značky I-nosníků používaných ve stavebnictví. Je jasné, že stejný nosník se nepoužívá pro stavbu podpěr nebo jako závěsné kolejnice pro důlní zařízení. V souladu s požadavky regulačního dokumentu jsou všechny profily rozděleny do několika kategorií:

  • Nosníky běžného provedení s paralelním uspořádáním polic, písmeno “B” se používá v označení válcovaných výrobků;
  • Úzký policový profil, používaný pro výrobu kompozitních rozpětí velké délky, v označení je přítomno písmeno “U”;
  • Širokopolicové planparalelní nosníky se zvětšenými rozměry horních a spodních policových prvků, písmeno “Ш”;
  • Speciální typy profilu: “D” – doplňkový, s šířkou, která zaujímá střední hodnotu mezi normální a širokou řadou.

Kromě uvedených typů existují také sloupové profily – “K” s maximální šířkou police rovnající se výšce svislého překladu a “M” – speciální I nosníky používané jako závěsný systém pro nosné vozíky.

Je zřejmé, že konstrukční prvky ovlivňují takové vlastnosti, jako je hmotnost jednoho metru a moment odporu. Pro zjednodušení situace porovnejme změnu hmotnosti nestandardních I-nosníků. Například hmotnost 1 metru nosníku I 20b1 je 21,3 kg a hmotnost 1 metru nosníku I 20sh1 se širokými policemi je téměř o 30 % vyšší – 30,6 kg. Podobně I-nosník 25sh1, hmotnost 1 metru je 44 kg a v normální verzi je hmotnost 1 metru I-nosníku 25b1 pouze 25,7 kg. Rozdíl je více než výrazný.

Pro ilustraci vidíte nestandardní I-nosník kategorie „M“ – I-nosník 24m, hmotnost 1 metru je 38 kg, I-nosník stejné výšky, ale v normální verzi váží pouhých 27 kg.

READ
Jak vyměnit TEN v kotli vlastními rukama: příčiny poruch, diagnostika a postup opravy

Jaká je síla I-paprsku

I-nosník byl koncipován jako konstrukční nebo stavební prvek s optimálním rozložením napětí v profilu. Proč je tak důležité znát všechny výše uvedené prvky I-paprsku? Hlavní charakteristika I-paprsku, moment odporu, závisí na geometrii, rozměrech a vzájemné poloze horizontálních a vertikálních prvků. Obvykle to může být reprezentováno jako plocha průřezu I-paprsku vynásobená vzdáleností od základny ke geometrickému středu obrázku ve tvaru H.

Je jasné, že největší moment odporu bude mít profil, který nemá největší hmotnost, ale ten, u kterého je plocha průřezu vztažena k maximální vzdálenosti od spodní police. Proto jsou I-paprsky tak odlišné.

Hlavní podíl na pevnosti nosníku v ohybu mají vodorovné pásnice. Klasické použití je zprovoznění v ohybu s maximálním zatížením vodorovných prvků. Pro ilustraci můžete použít výše uvedenou tabulku a porovnat moment odporu I-paprsku ve vertikálním a horizontálním směru. Je vidět, že při ohýbání kolem osy X odolává I-válcovaná ocel téměř dvakrát více než při zatížení kolem osy Y.

Výjimkou jsou profily kategorie „W“ a „K“. U širokých I-nosníků je moment odporu podél obou os přibližně srovnatelný. Takový profil se instaluje do konstrukcí, kde jsou podmínky zatížení složitější než jednoduché ohýbání. Širokoúhlý I-nosník je schopen vnímat komplexní prostorovou zátěž bez ztráty stability.

Nájemní kategorie “K” nebo sloupové profily obecně spadají z obecné řady I-nosníků. Používají se především jako nosné prvky – piloty nebo sloupy, proto se pro posouzení únosnosti využívá především momentu setrvačnosti, který charakterizuje stabilitu profilu při osovém zatížení. Rozměry polic a svislého překladu jsou voleny tak, aby při zatížení podél podélné osy profilu byl I nosník zatěžován rovnoměrně a neprohýbal se do oblouku.

Nosníky řady “K” lze použít jako nosné sloupy při výstavbě velkých skladů, v nízkopodlažní výstavbě, zejména pokud je nutné stavbu instalovat na místě s náročným terénem a velkým sklonem. V tomto případě jsou sloupy připojeny přímo k prvkům pilotového základu.

Samostatně stojí za to připomenout I-nosník kategorie “M”, jeden z nejoblíbenějších v soukromé výstavbě. Ve skutečnosti se I-nosník používá jako nosná jednokolejka pro nadzemní dopravu. Spodní police je vyrobena ze zvýšené tloušťky a s minimální velikostí filetů. Je vhodné použít takové nosníky pro montáž jakýchkoli domácích konstrukcí, jsou lehčí a pevnější než běžné I-nosníky.

Takový profil je ideální pro výrobu stropů v garážích, přístřešcích, hospodářských a technických místnostech, kde je vyžadována vysoká pevnost stropní desky. I-nosníky se pokládají na stěny v krocích po 80-100 cm a mezery mezi válcovanými výrobky jsou vyplněny betonovými deskami nebo kusy azbestocementových trubek.

Závěr

Jako materiály pro výrobu I-nosníků se používá běžná konstrukční ocel St3-St5. Díky tomu je profil dokonale řezán, vrtán, svařován elektrickým svařováním, aniž by se změnily jeho hlavní charakteristiky. Trámy válcované za tepla díky sekundárnímu tepelnému zpracování mají vyšší pevnost než běžné, ale takové válcované výrobky jsou dražší a před použitím v kritických konstrukcích vyžadují žíhání a normalizaci.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
postandbeam.cz
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: