Стальная балка, несущая основную нагрузку

Эти стальные балки, несущие основную нагрузку, являются центральными компонентами, ответственными за передачу вертикальных нагрузок внутри стального каркаса. В отличие от второстепенных балок (таких как стандартные двутавровые балки или стальные швеллеры), которые выдерживают локализованные или распределенные нагрузки, эти первичные балки поддерживают сосредоточенные нагрузки от настила пола, второстепенных балок, оборудования и кровли, стабильно передавая их на вертикальные стальные колонны. Линейка продукции включает три основные категории — сварные двутавровые балки, двутавровые балки переменного сечения и балки коробчатого сечения — все они изготавливаются из стальных листов с использованием сварки под флюсом и подвергаются комплексному неразрушающему контролю (НК), а также многоступенчатой ​​антикоррозионной и огнестойкой обработке.

Классификация категорий продуктов

1. Область применения трех категорий дальнего света.

- Сварные двутавровые балки постоянного сечения: наиболее широко используемые на рынке стальные балки, несущие основную нагрузку; одинаковые размеры поперечного сечения по всему периметру; короткие циклы изготовления и умеренные затраты; подходит для стандартных пролетов 6–24 м и типичных требований к нагрузке на заводские перекрытия.

- Двутавровые балки переменного сечения: более глубокие секции в середине пролета и конические секции на опорах; предназначен для согласования с распределением изгибающего момента крыши; специально для портальных крыш с жестким каркасом заводов, чтобы свести к минимуму неэффективное использование стали.

- Сварные коробчатые балки: закрытое четырехстороннее коробчатое сечение со сбалансированной двунаправленной жесткостью на кручение; подходит для сверхбольших пролетов (24–36 м), эксцентриковых крановых нагрузок и высотных мегарам; устраняет ограничения жесткости двутавровых балок по слабой оси.

2. Общие правила задания сечений

- Спецификация двутавровой балки: H × B × tw × tf (отображает глубину балки, ширину полки, толщину стенки и толщину полки соответственно); Диапазон глубины балки: 300–2000 мм.

- Спецификация коробчатой ​​балки: B × H × t (соответственно ширина и глубина секции и толщина стенки короба); Диапазон толщины стенок: 12–50 мм.

- Длина сегмента заводской сборки: стандартные длины 9 м и 12 м; длины, превышающие эту величину, изготавливаются заранее из сегментов и соединяются/монтируются на высоте на месте.

3. Критерии выбора исходных материалов

- Q355B: Основной промышленный материал; предел текучести намного превосходит обычную углеродистую сталь; отвечает требованиям 90% заводов с тяжелой нагрузкой и высотных промежуточных этажей.

- Q235B: Ограничено для малоэтажных промежуточных этажей в помещениях с небольшой нагрузкой (пролеты менее 6 м); низкое резервирование нагрузки; использование на открытом воздухе не рекомендуется.

- Q355NL: Для холодных регионов с температурой -20°C и ниже; обладает сертифицированной низкотемпературной ударной вязкостью для предотвращения хрупкого разрушения в холодных условиях.

Стандартизированная заводская конфигурация

1. Конфигурация корпуса дальней балки

Все главные балки изготавливаются путем резки, сборки и сварки стальных листов; горячекатаные профили для модификации не используются. Удлиненная главная балка разрезается на сегменты в зависимости от ограничений по высоте при транспортировке, при этом фаски сварных швов и припуски на стыковые соединения заранее настроены, чтобы избежать проблем, связанных с негабаритными автомобильными или морскими перевозками; по прибытии на площадку можно сразу приступить к высотному выравниванию и сращиванию.

2. Элементы жесткого соединения концов балки и колонны.

- Концевые пластины с болтовым креплением: толщина пластины варьируется от 18 мм до 50 мм (рассчитывается на основе максимальной силы реакции опоры); имеет предварительно просверленные отверстия для высокопрочных болтов класса 10,9. Это наиболее распространенный способ соединения балок первичного перекрытия, исключающий необходимость проведения огневых работ на объекте (сварки).

- Сварные швы с канавками с полным проваром: разработаны специально для основных балок коробчатого сечения высотных зданий; предполагает двухстороннюю фаску стенок и полок для достижения стыкового соединения с прочностью, равной основному металлу, отвечающей требованиям сейсмических норм для высотных конструкций.

- Опорные элементы жесткости (горизонтальные и вертикальные): обязательные конструктивные элементы для первичных балок; они предотвращают сдвиговую деформацию стенки у опоры и исключают риск местного смятия или обрушения на конце балки, соответствуя национальным конструкционным стандартам.

3. Боковые конструктивные элементы балочных тел.

- Поперечные ребра жесткости в середине пролета: расположены в точках сосредоточения нагрузок оборудования или пиковых изгибающих моментов в середине пролета для подавления деформации поперечного изгиба стенки.

- Консоль/кронштейны второстепенной балки: приварены симметрично с обеих сторон главной балки для поддержки второстепенных балок с различных направлений, обеспечивая крестообразную, диагональную и другие конфигурации соединений.

- Усиливающие пластины для инженерных проемов: кольцевые усиливающие пластины, установленные вокруг отверстий в стенках инженерных сетей (механических, электрических и водопроводных), чтобы не снижать несущую способность поперечного сечения.

- Срезные шпильки: технические характеристики включают Φ16 и Φ19; используется для основных балок в системах композитных бетонных перекрытий, чтобы обеспечить совместную несущую нагрузку стали и бетона, тем самым увеличивая общую несущую способность.

4. Строительные аксессуары на объекте

- Сборные подъемные проушины: предварительно установлены симметрично на обоих концах основных балок весом более 5 тонн; проверена расчетами механики подъема и рассчитана на вертикальный подъем всего узла балки.

- Временные соединительные пластины: используются для временного выравнивания сегментированных первичных балок; контролирует смещение суставов до уровня менее 2 мм; удаляется шлифованием после завершения.

5. Комплексная антикоррозионная и огнезащитная обработка.

- Процесс удаления ржавчины: стальные балки, несущие основную нагрузку, подвергаются стандартной дробеструйной очистке класса Sa2,5 для удаления прокатной окалины и рыхлой сварочной ржавчины, обеспечивая оптимальную адгезию лакокрасочной пленки.

- Многослойная система покрытия: эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка + эпоксидное промежуточное покрытие на основе оксида железа + полиуретановое финишное покрытие; общая толщина сухой пленки 100–160 мкм.

- Противопожарная обработка: нанесение тонкопленочных или толстопленочных вспучивающихся огнезащитных покрытий в зависимости от класса огнестойкости здания, обеспечивающего полную огнестойкость в течение 1, 2 или 3 часов.

- Вариант для прибрежной среды: горячее цинкование (весь компонент); Толщина цинкового покрытия ≥85 мкм, что позволяет противостоять долгосрочной коррозии в морских солевых брызгах.

6. Монтажные принадлежности и расходные материалы.

В стандартный комплект поставки входят высокопрочные болты, гайки, плоские и конические шайбы класса 10.9; все расходные материалы соответствуют национальным стандартам соединений металлоконструкций.

7. Три основных типа узлов первичной балки.

- Основная балка перекрытия двутаврового сечения: корпус двутаврового профиля + утолщенные торцевые пластины на обоих концах + несущие ребра жесткости + кронштейны второстепенной балки + срезные шпильки верхней полки + полная антикоррозийная и противопожарная обработка.

- Основная балка крыши переменного сечения с портальной рамой: двутавр переменного сечения + торцевые пластины + несущие ребра жесткости + фланцевые прогоны + антикоррозионная обработка.

- Основная балка коробчатого сечения для тяжелых условий эксплуатации: корпус коробчатого сечения + сварные швы с сквозными пазами на концах + внутренние и внешние кольца жесткости + боковые кронштейны + утолщенные торцевые закрывающие пластины.

8. Заводская документация поставки

Оригинальные сертификаты качества материалов, отчеты о 100% ультразвуковых испытаниях (UT) сварных швов класса I, отчеты о проверке размеров и списки покрытий/идентификаторов компонентов.

Каковы основные преимущества использования этих стальных балок, несущих основную нагрузку?

- Высокая несущая способность; устойчив к провисанию или пластической деформации при длительных нагрузках при использовании с большими пролетами.

- Высокая общая жесткость рамы со стабильными сейсмическими и сжимающими характеристиками; обеспечивает достаточный запас прочности для мезонинных уровней.

- Полностью заводская сборка с контролируемой точностью размеров; требуется только болтовое соединение на месте, что приводит к короткому циклу строительства.

- Компактное поперечное сечение балки минимизирует потребление вертикального пространства, сохраняя полезное пространство внутри.

- Многослойная антикоррозийная обработка в сочетании с соответствующей противопожарной защитой обеспечивает срок службы более 50 лет как для внутреннего, так и для наружного применения.

- Настраиваемые пролеты, глубина сечения и типы соединения балок с колоннами; возможность адаптации к нестандартной планировке интерьера.

Сравнение характеристик профиля

1. Структурные различия в несущей способности

- Основные несущие стальные балки: настраиваемая толщина пластины; перекрывает пролеты 6–36 м; регулируемое двунаправленное сопротивление скручиванию; выдерживает сосредоточенные нагрузки по всему полу.

- Двутавровые балки и стальной швеллер: фиксированные горячекатаные профили не подлежат модификации; недостаточная поперечная жесткость по слабой оси; поддерживает только изолированные точечные нагрузки; максимальный пролет ограничен 6 м.

- С-образные и круглые полые профили: тонкостенные, закрытые профили со слабой сосредоточенной нагрузкой; подходит только для раскосов или вторичного каркаса; запрещено использовать в качестве основных вертикальных несущих балок.

2. Отличия узлов подключения

- Основные несущие стальные балки: поддерживают плотную сварку нескольких кронштейнов (ребер жесткости) с обеих сторон; допускает многоугольные соединения второстепенных балок; подходит для сложных соединений балок и колонн.

- Горячекатаные профили: фланцы имеют наклонные поверхности, что затрудняет обширный сварочный контакт; ограничивает плотность точек соединения второстепенных балок.

3. Различия в конструкции и использовании стали.

- Основные несущие стальные балки: конструкции переменного сечения позволяют уменьшать толщину плиты вместе с уменьшением изгибающего момента; точно сводит к минимуму потери стали и снижает общие затраты.

- Сталь горячекатаная конструкционная: фиксированные размеры поперечного сечения с большим запасом прочности по несущей способности; эффективен для коротких пролетов, но чрезвычайно дорог для длинных пролетов.

4. Краткое изложение области инженерного применения.

Стальные балки, несущие основную нагрузку, обеспечивают передачу основной нагрузки на полы, крыши и платформы оборудования; другие компоненты конструкционной стали служат второстепенными балками, опорами или каркасом ограждения — эти две категории не являются взаимозаменяемыми.

Стандартизированный сквозной процесс изготовления

1. Проверка сырья

Проверьте оригинальные сертификаты качества материалов производителя; проверить на расслоение или коробление; выровнять несоответствующие плиты с помощью пластиноправильной машины; одновременно анализируйте чертежи для создания списков резки для фланцев, стенок, ребер жесткости и соединительных пластин.

2. Резка с ЧПУ

Вырезать пластины на газопламенном или плазменном оборудовании с ЧПУ; применить равномерную фаску в местах стыков первичных балок; выполнить профильную резку стенок балок переменного сечения с запасом на усадку сварного шва 2–3 мм.

3. Сборка на шаблоне

- Н-образные основные балки: закрепите верхние и нижние полки в сборочных приспособлениях; установить полотна вертикально; используйте прихваточную сварку, чтобы расположить и выровнять центрирование стенки и перпендикулярность фланца.

- Коробчатые первичные балки: поместите четыре пластины в сборочное приспособление; предварительно установить и приварить внутренние диафрагмы; перекос (смещение) контрольной пластины в местах стыков.

4. Автоматическая дуговая сварка под флюсом (SAW) для основных швов.

- H-образные первичные балки: выполните одностороннюю пилу, затем переверните балку и используйте воздушно-дуговую строжку для очистки корня; полная проварка пропилом с обратной стороны для устранения внутренних дефектов сварного шва.

- Коробчатые основные балки: сначала сваривают внутренние угловые швы диафрагмы, затем одновременно сваривают четыре основных продольных шва коробчатого сечения.

- Требования к качеству: Все швы главной балки должны соответствовать стандартам сварки I категории; По завершении требуется 100% ультразвуковой контроль (UT).

5. Коррекция и выпрямление послесварочных напряжений.

Используйте гидравлическую правильную машину для исправления кривизны фланца и стреловидности балки (боковой изгиб); снять остаточные сварочные напряжения; Убедитесь, что прямолинейность балки соответствует требованиям допусков.

6. Сборка и сварка вспомогательных узлов.

Точно отметьте места расположения ребер жесткости, кронштейнов и прогонов согласно чертежам. Мелкие детали привариваются к балке с помощью сварки в среде защитного газа CO2; наконец, концевые соединительные пластины собираются и полностью привариваются.

7. Прецизионное сверление отверстий на станке с ЧПУ.

Сверлильные станки с ЧПУ используются для всех торцевых пластин и соединительных пластин кронштейнов, чтобы обеспечить соосность болтовых отверстий и исключить необходимость развертывания или доработки на месте.

8. Приварка шпилек со сдвигом

Для главных балок, поддерживающих композитные бетонные плиты перекрытия, на специализированных сварочных машинах приваривают срезные шпильки Ф16 и Ф19 с контролем отклонения стоек от вертикальности в пределах 1°.

9. Общая чистовая обработка и шлифовка.

Сварные швы и заусенцы стираются со всей балки; Устраняются зоны усиления проемов стенки и локальные дефекты поверхности.

10. Стандартизированное антикоррозийное и противопожарное применение.

Общая дробеструйная обработка до класса Sa2,5; последовательное нанесение грунтовки, промежуточного слоя и финишного покрытия с проверкой толщины сухой пленки; нанесение огнестойких покрытий исходя из требуемых показателей огнестойкости для конкретных зон.

11. Идентификация, окончательная проверка и складирование.

Нанесены идентификационные номера компонентов и отметки осей/высот; проверяются точность размеров, отчеты о дефектах и ​​документация на материалы; После прохождения проверки компоненты упаковываются в водонепроницаемую упаковку для транспортировки.

Основные параметры производительности

1. Геометрические допуски на изготовление

- Прямолинейность луча: ≤L/1000

- Вертикальность фланца: ≤B/100

- Отклонение размеров поперечного сечения: от ±2 до 3 мм.

- Стандартная длина готового сегмента: 9м, 12м; сверхдлинные компоненты изготавливаются в виде сегментов.

2. Механические свойства основного материала

3. Структурные параметры поперечного сечения.

- Двутавровая балка: отличные характеристики изгиба по сильной оси; меньшая боковая жесткость относительно слабой оси (для бокового сдерживания используются плиты перекрытия и второстепенные балки); несущая способность увеличивается на 35–55% после реконструкции железобетонных композитов.

- Коробчатая балка: сбалансированные двунаправленные характеристики на изгиб и кручение; подходит для эксцентриковой погрузки и использования главной балки мостового крана.

- Коэффициент ветроустойчивости: двутавр 1,35, коробчатая балка 1,55.

- Поперечные ребра жесткости должны быть добавлены в точках сосредоточенной нагрузки, чтобы предотвратить локальное выпучивание стенки из-за нагрузки на подшипник.

4. Параметры приемки сварного шва

- Стыковые соединения главных балок и сварные швы критических подшипников: сварные швы класса I, 100% ультразвуковой контроль (UT).

- Угловые сварные швы элементов жесткости и кронштейнов: сварные швы класса II, 20% случайный ультразвуковой контроль (UT).

5. Параметры защиты от коррозии и пожаробезопасности.

- Степень удаления ржавчины: Sa2,5.

- Толщина сухой пленки краски: 100–160 мкм.

- Продолжительность сопротивления огню: 1 час, 2 часа, 3 часа

- Толщина цинка горячего цинкования: ≥85 мкм

6. Параметры подключения

- Болты соединения балки с колонной: высокопрочные болты класса 10,9.

- Толщина торцевой пластины: 18–50 мм.

- Характеристики срезных шпилек: Φ16, Φ19; материал: МЛ15

Преимущества выбора HAISHENG

- Полностью собственная обработка: собственные производственные линии для резки стальных листов, сварки под флюсом и дефектоскопии; отсутствие аутсорсинга, обеспечение контролируемых размеров и качества сварки.

- Соответствующая трансграничная доставка: одновременная доставка полных отчетов о проверках на английском языке и документации по таможенному оформлению для удовлетворения требований зарубежного технического надзора и таможенных проверок.

- Негабаритные транспортные решения: предоставление полных строительных чертежей для секционного заводского изготовления и соединения на месте сверхдлинных главных балок, что позволяет преодолеть ограничения на трансграничные перевозки.

- Бесплатная техническая проверка: предпродажная проверка пролета главной балки, нагрузки и выбора соединений для снижения рисков при проектировании конструкции.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Как выбрать между главными балками двутаврового и коробчатого сечения?

A: Используйте балки двутаврового сечения для пролетов менее 24 м с однонаправленными вертикальными нагрузками; используйте балки коробчатого сечения для пролетов более 24 м, двунаправленных эксцентрических нагрузок или возвратно-поступательных нагрузок крана.

Вопрос 2: Влияет ли вырезание проемов в стенке главной балки на безопасность конструкции?

A: Отверстия, сделанные в местах, отличных от точек максимального изгибающего момента, — при усилении кольцевыми пластинами жесткости — не снижают несущую способность; однако произвольные отверстия запрещены в зонах с высокими изгибающими моментами в середине пролета.

Вопрос 3: Можно ли на более позднем этапе нанести огнестойкое покрытие для основных несущих стальных балок на объекте?

О: Нанесение может быть выполнено либо путем предварительного нанесения на заводе, либо путем нанесения покрытия на месте; Заводское покрытие обеспечивает равномерную толщину пленки и, как правило, лучше соответствует требованиям планирования зарубежных проектов.