Балка высотой 250 мм

Балка высотой 250 мм: технические характеристики, сортамент и применение в электротехнических конструкциях

Балка высотой 250 мм представляет собой стандартизированный металлический профиль, широко используемый в строительстве и энергетике для создания несущих конструкций. В контексте электротехнической и кабельной продукции, такие балки выступают основой для монтажа кабельных эстакад, лотков, коробов, силового оборудования, а также для сооружения каркасов распределительных устройств (РУ) и подстанций. Ключевым параметром является именно высота стенки (250 мм), которая определяет жесткость профиля на изгиб и, как следствие, его несущую способность и область применения.

Сортамент и типы балок высотой 250 мм

Основным нормативным документом, регламентирующим производство стальных горячекатаных балок на территории СНГ, является ГОСТ 8239-89 (для двутавров) и ГОСТ 19425-74 (для специальных профилей). Балка с высотой стенки 250 мм представлена несколькими типами, отличающимися шириной полок, их толщиной и толщиной стенки.

Основные типы двутавровых балок высотой ~250 мм:

• Двутавр №25Б1 (нормальный): Высота 248 мм, ширина полки 124 мм, толщина стенки 5.5 мм, масса 1 м. – 29.4 кг.
• Двутавр №25Б2 (широкополочный): Высота 250 мм, ширина полки 125 мм, толщина стенки 6.0 мм, масса 1 м. – 32.7 кг.
• Двутавр №25К1 (колонный): Высота 246 мм, ширина полки 125 мм, толщина стенки 8.0 мм, масса 1 м. – 38.2 кг.
• Двутавр №25Ш1 (широкополочный для шахтного строительства): Высота 244 мм, ширина полки 175 мм, толщина стенки 7.0 мм, масса 1 м. – 48.1 кг.

Таблица 1. Сравнительные характеристики двутавровых балок высотой ~250 мм

Обозначение (номер)	Высота, h (мм)	Ширина полки, b (мм)	Толщина стенки, s (мм)	Толщина полки, t (мм)	Масса 1 м, кг	Момент сопротивления, Wx (см³)
25Б1 (нормальный)	248	124	5.5	8.5	29.4	~305
25Б2 (широкополочный)	250	125	6.0	9.0	32.7	~345
25К1 (колонный)	246	125	8.0	12.0	38.2	~420
25Ш1 (шахтный)	244	175	7.0	11.0	48.1	~490

Расчет несущей способности и выбор балки для электротехнических задач

Выбор конкретного типа балки высотой 250 мм для монтажа кабельных трасс или оборудования осуществляется на основе расчета на прочность и жесткость. Критически важными параметрами являются:

• Момент сопротивления (Wx, Wy): Определяет способность балки сопротивляться изгибу от вертикальной и горизонтальной нагрузок. Для кабельных эстакад основным является Wx.
• Момент инерции (Jx, Jy): Влияет на величину прогиба. Допустимый прогиб для кабельных конструкций обычно ограничивается L/200, где L – длина пролета.
• Расчетная нагрузка: Включает вес кабелей (с учетом их максимально возможного заполнения), вес самих лотков/коробов, снеговую и ветровую нагрузку (для наружных установок), а также динамические нагрузки при прокладке кабеля.

Пример укрупненного расчета нагрузки на балку кабельной эстакады:

• Вес стального перфорированного лотка: 15 кг/м.
• Вес силовых кабелей (например, АВВГ 3х120): ~4 кг/м. При заполнении 4-х кабелей в один лоток: 16 кг/м.
• Итого постоянная нагрузка: 15 + 16 = 31 кг/м или ~0.31 кН/м.
• С учетом коэффициента надежности (1.05-1.2) и возможных дополнительных нагрузок (монтажных, лед), расчетная нагрузка может составить 0.4-0.5 кН/м.

Для пролета 6 метров и расчетной нагрузки 0.5 кН/м требуемый момент сопротивления Wxтр составит приблизительно 150-200 см³. Все балки высотой 250 мм из Таблицы 1 имеют Wx значительно выше (от 305 см³), что указывает на их значительный запас прочности для таких задач и позволяет увеличивать пролеты или нагрузку.

Применение в электротехнике и энергетике

Балки данного типоразмера являются универсальным решением для ответственных конструкций.

• Каркасы ЗРУ и КРУ: Колонные двутавры (тип «К») используются для сооружения вертикальных стоек каркасов закрытых и комплектных распределительных устройств благодаря увеличенной толщине стенки и полок, что повышает устойчивость к продольному изгибу.
• Несущие конструкции кабельных эстакад и галерей: Широкополочные балки (тип «Б2» или «Ш1») применяются в качестве главных несущих балок (ригелей) при больших пролетах (8-12 м) и значительных нагрузках от многоярусных кабельных трасс.
• Опорные конструкции для силовых трансформаторов, реакторов: Требуют использования балок с максимальной несущей способностью (часто сдвоенных), где 250-й профиль может служить элементом подфундаментной рамы или опорной балкой в внутристанционных сооружениях.
• Кронштейны и консоли для наружного крепления оборудования: Балки нормального типа («Б1») используются для изготовления мощных консолей под кабельные короба, трубостойки, наружные освещения на территории подстанций.

Монтаж и обработка

Монтаж балок высотой 250 мм осуществляется преимущественно с помощью сварки или болтовых соединений на фланцах. При проектировании соединений необходимо учитывать:

• Для сварных соединений используется ручная дуговая сварка (РДС) или сварка в среде защитных газов (MIG/MAG) электродами или проволокой, соответствующими марке стали балки (обычно Ст3сп/пс).
• Болтовые соединения выполняются на высокопрочных болтах класса прочности 8.8 или 10.9. Отверстия сверлятся по месту или по шаблону.
• Для защиты от коррозии балки подвергаются абразивоструйной очистке с последующим нанесением лакокрасочного покрытия (грунт-эмаль) по системе, соответствующей классу атмосферной агрессивности (для энергообъектов часто требуется толщина сухого слоя не менее 120-150 мкм).
• В условиях повышенной агрессивности (химические производства, приморские зоны) применяется горячее цинкование.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая жесткость и несущая способность при относительно умеренной массе (по сравнению с монолитными конструкциями).
• Стандартизация сортамента, доступность на рынке металлопроката.
• Удобство монтажа и интеграции с другими элементами конструкций (с помощью стандартного крепежа и сварки).
• Возможность использования в качестве готовой «рельсы» для передвижных механизмов (например, для тельферов в ремонтных зонах).

Недостатки:

• Подверженность коррозии при отсутствии или повреждении защитного покрытия.
• Необходимость в грузоподъемной технике для монтажа из-за значительной длины и веса.
• Ограниченная гибкость конфигурации по сравнению с пространственными фермами.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двутавр 25Б1 от 25К1?

Двутавр 25Б1 – нормальный, с относительно тонкими стенкой и полками. Он оптимизирован для работы на изгиб в качестве балки перекрытия. Двутавр 25К1 – колонный, имеет значительно большую толщину стенки и полок при близкой высоте, что увеличивает площадь сечения и, соответственно, устойчивость к продольному изгибу и сжатию. Он предназначен для работы в качестве сжатого элемента (колонны, стойки).

Какой максимальный пролет для балки 250 мм при устройстве кабельной эстакады?

Максимальный пролет зависит от типа балки, расчетной нагрузки и допустимого прогиба. Для двутавра 25Б2 при типовой нагрузке от двухъярусной кабельной трассы (до 1-1.5 кН/м) пролет может достигать 9-10 метров. Для точного определения необходим статический расчет.

Можно ли использовать балку 250 мм для навесного монтажа кабельных лотков на ее полку?

Да, это стандартная практика. Нижняя полка балки часто используется как несущая основа для крепления кронштейнов или прямого монтажа лотков с помощью шпилек. При этом необходимо проверить местную устойчивость полки и рассчитать нагрузку на крепежный узел.

Какая марка стали используется для балок в энергетическом строительстве?

Наиболее распространенная марка – Ст3сп (пс) по ГОСТ 535-88 (аналог S235JR по EN 10025). Для более ответственных конструкций или в условиях низких температур могут применяться балки из низколегированных сталей, таких как 09Г2С (аналог S355JR).

Как правильно рассчитать нагрузку на балку от пучка силовых кабелей?

Необходимо суммировать вес всех кабелей в пучке с учетом их максимальной длины (вес берется из паспортных данных в кг/км, переводится в кг/м). Добавить вес лотков, коробов или систем крепления. Учесть коэффициент надежности по нагрузке (1.05-1.2 согласно строительным нормам). Для кабелей, прокладываемых пучком, также может учитываться коэффициент заполнения.

Требуется ли огнезащитная обработка балок кабельных эстакад?

Требования к огнезащите определяются проектом и нормативными документами (СП 288.1325800.2016). Для эстакад, являющихся путями эвакуации или несущих кабели систем противопожарной защиты, предел огнестойкости несущих конструкций (включая балки) должен быть не менее R 45-60 минут. Это достигается нанесением специальных огнезащитных красок или обетонированием.