Двутавровая балка 60Б1: Технические характеристики и сравнительный анализ с двутавром 55Б2

Введение
Двутавровая балка 60Б1 (производимая в соответствии с ГОСТ Р 35087-2024) представляет собой горячекатаный профиль с параллельными гранями полок, предназначенный для применения в качестве основного несущего элемента в строительных металлоконструкциях. Данный профиль характеризуется повышенными несущими способностями по сравнению с двутаврами меньших сечений.

Геометрические и массовые параметры балки 60Б1 (ГОСТ Р 35087-2024):

Высота профиля (h): 596 мм - Обеспечивает высокую жесткость на прогиб в вертикальной плоскости.
Ширина полки (b): 199 мм - Определяет устойчивость против потери общей устойчивости и местного выпучивания.
Толщина стенки (s): 10.0 мм - Воспринимает преимущественно сдвигающие усилия.
Толщина полки (t): 15.0 мм - Воспринимает сжимающие и растягивающие усилия, распределяя нагрузку.
Внутренний радиус сопряжения (R): 22.0 мм - Снижает концентрацию напряжений в зоне перехода стенки в полку.
Масса 1 погонного метра (q): 94.6 кг - Показатель материалоемкости профиля.
Площадь поперечного сечения (A): 120.45 см² - Характеризует количество используемого материала.
Момент инерции относительно оси X-X (Ix): 68715,92 см⁴ - Ключевой параметр, определяющий жесткость балки при прогибе в вертикальной плоскости.
Момент сопротивления относительно оси X-X (Wx): 2306,00 см³ - Показатель несущей способности балки при прогибе в вертикальной плоскости.

Двутавры серии 60 Б1 изготавливаются из конструкционных сталей (например, С245, С255, С345 по ГОСТ 27772-2015 или их аналогов), гарантирующих требуемые показатели прочности и пластичности. Основные механические свойства включают предел текучести (σ_y) и временное сопротивление разрыву (σ_u), значения которых определяются маркой стали и контролируются в процессе производства согласно стандарту.

Типовые области применения балки 60 Б1:

Каркасы промышленных зданий и сооружений (ригели, опоры перекрытий).
Мостовые конструкции (пролетные строения).
Перекрытия и покрытия зданий с большими пролетами и значительными нагрузками.
Эстакады, мачты ЛЭП, тяжелое технологическое оборудование.
Элементы каркасов зданий повышенной этажности или грузоподъемности.

Сравнительный анализ балок 60Б1 и 55Б2 по механическим свойствам и устойчивости к нагрузкам

Оба профиля (60 Б1 и 55 Б2) относятся к категории нормальных двутавров с параллельными гранями (серия "Б") и регламентируются ГОСТ Р 35087-2024. Сравнение их ключевых параметров представлено в таблице:

Параметр 60Б1 55Б2 Сравнение

Высота профиля (h) 596 мм 547 мм +49 мм

Ширина полки (b) 199 мм 220 мм -21 мм

Толщина стенки (s) 10.0 мм 10.0 мм =0.0

Толщина полки (t) 15.0 мм 15.5 мм -0.5 мм

Масса 1 м (q) 94.6 кг 97.9 кг -3.3 кг

Площадь сечения (A) 120.45 см² 124.74 см² -4,29 см²

Момент инерции (Ix) 68715.92 см⁴ 62784.46 см⁴+5931.46 см⁴

Сравнение характеристик балок 60 Б1 и 55 Б2:

Несущая способность при изгибе: Балка 60Б1 обладает значительно более высокой сопротивляемостью прогибу под нагрузкой (Ix +9.5%) по сравнению с 55Б2. Это прямое следствие увеличения высоты профиля, что позволяет балке 60Б1 воспринимать большие прогибающие моменты в вертикальной плоскости и работать на больших пролетах.
Устойчивость к нагрузкам:

Общая устойчивость: Более узкая полка (199 мм против 220 мм) двутавра 60Б1 понижает ее устойчивость против бокового выпучивания (потери общей устойчивости) при сжатии или изгибе, особенно в конструкциях без эффективного бокового закрепления.
Устойчивость к кручению: Хотя оба профиля не предназначены для восприятия значительных крутящих моментов, более развитое сечение двутавра 55Б2 (особенно толщина и ширина полок) обеспечивает ей несколько лучшую сопротивляемость кручению по сравнению с 60Б1.

Материалоемкость: Повышенные несущие характеристики двутавра 60Б1 достигаются за счет увеличения высоты профиля при снижении массы на 3.5% по сравнению с 55Б2.

Заключение
Двутавровая балка 60Б1 является мощным несущим элементом, предназначенным для ответственных конструкций с высокими нагрузками и большими пролетами. Ее ключевыми преимуществами являются высокая жесткость и несущая способность, при этом снижена устойчивость элементов ее профиля к боковому изгибу по сравнению с балкой 55Б2. Выбор между двутаврами 60Б1 и 55Б2 должен основываться на технико-экономическом обосновании конкретной проектной задачи, учитывая требуемые несущие характеристики, условия устойчивости и допустимую материалоемкость конструкции.