Швеллер: характеристика профилей, способы применения и особенности укладки (85 фото)

Швеллер стальной: сортамент, характеристики

Швеллер – это вид металлопроката, используемый во многих отраслях народного хозяйства. По способу производства он подразделяется на два вида: горячекатанный и гнутый. В этих двух словах и содержится вся суть различий между ними. Горячекатанный швеллер имеет П-образную форму с чёткими гранями. Гнутый отличается от горячекатаного тем, что его внешние углы закруглены. Он скорее имеет форму латинской буквы U, чем русской П.

Несмотря на то, что предназначение обоих видов швеллеров примерно одинаково (они применяются для придания жёсткости конструкциям с целью их укрепления), говорить о том, какой швеллер лучше, а какой хуже не имеет никакого смысла, поскольку области применения у них всё же различные.

Гнутый швеллер широко используется в строительстве, поскольку он достаточно лёгок и его использование не приводит к значительному увеличению массы конструкций, для укрепления которых они используются.

Благодаря П-образной геометрии гнутого швеллера его высокая сопротивляемость нагрузкам достигается именно за счёт его геометрической формы. Все гнутые швеллеры, впрочем, как и горячекатаные имеют различные возможности, которые определяются такими параметрами как: высота, ширина и толщина.

Высота П-образного швеллера – это верхняя полочка (шапка) буквы П, ширина – это ножки буквы П, так называемые полки, толщина – это толщина стального листа, из которого сделан швеллер.

Параметры швеллеров

Высота швеллера обычно колеблется в диапазоне от 25 до 310 миллиметров. Размер параллельных полок – ширина колеблется от 26 до 100 миллиметров. Толщина швеллера колеблется от 2 до 6 миллиметров. Что касается длины швеллера, то она может быть различной.

Поскольку швеллер изготовляется из металлического листа основным параметром, определяющим его прочность, является толщина. Толщина 2 миллиметра и даже 6 миллиметров, недостаточна для того, чтобы обеспечить требуемую жёсткость конструкции. Жёсткость обеспечивается за счёт особенной П-образной формы.

Согнутые под прямым углом полки швеллера обеспечивают ему повышенную прочность. Тем не менее, основным параметром, определяющим размеры швеллеров, всё-таки является высота. Именно высота в сантиметрах определяет номер того или иного изделия. Каждый номер имеет своё определённое предназначение.

Описание и характеристики

Швеллер – это металлопрокатное изделие, имеющее широчайшее применение в строительстве. Для изготовления используют разнообразные металлические сплавы.

Между собой швеллера отличаются методом прокатки: в результате горячего производства получается стальной (катаный); под действием пресса создают изделия из лёгких металлов (гнутый). Чаще всего используют швеллера горячего проката. Они могут разделяться на следующие виды:

* Стандартный швеллер (обычный) выпускают разнообразных серий:

— изделие, в котором внутренние полки имеют уклон (партия «У»); — изделие, в котором внутренние полки располагаются параллельно (партия «П»); — изделие экономичного образца, внутренние полки расположены параллельно (партия «Э»); — изделие лёгкого образца с параллельными полками (партия «Л»); — изделие специального образца (партия «С»).

* Швеллер по значениям ГОСТа. Для производства металлопрокатного изделия используют сталь двух видов: углеродистую и низколегированную. Для норм каждого вида указывают высоту, толщину и ширину полок швеллера (сортамент). По ГОСТовским стандартам горячекатаный швеллер 8240-89 должен соответствовать всем параметрам поперечного сечения.

* Швеллер специального образца изготавливают по индивидуальному циклу технологического процесса. При производстве соблюдают все нормативные размеры, сортамент швеллеров подгоняют под ГОСТ 8240-97.

На швеллера устанавливают маркировку, в зависимости от расстояния (от одной полки до другой в сантиметрах). Под грифом «Б» будет швеллер повышенной точности. Под грифом «В» создают швеллер с обычной точностью.

Чаще всего их применяют в автомобиле- и вагоностроении. С одинаковыми полочками изделие относят к ГОСТу 8278-89, а с неодинаковыми — к ГОСТу 8281-80. Все профили создаются на станках профилегибочного образца.

Швеллера имеют стандартную длину выпуска от 2 до 12 метров. Изделия более 12 метров считаются швеллерами специального предназначения. Массу швеллера можно определить по его длине, ширине полочек и серии выпуска (можно посмотреть в таблице №1).

№ швеллера Размер, мм Масса, 1м кг Метров в 1 тонне
h b s t
50 32 4,4 7 4,84 206,61
6,5У 65 36 4,4 7,2 5,90 169,49
80 40 4,5 7,4 7,05 141,84
10У 100 46 4,5 7,6 8,59 116,41
12У 120 52 4,8 7,8 10,4 96,15
14У 140 58 4,9 8,1 12,3 81,3
16У 160 64 5,0 8,4 14,2 70,42
16аУ 160 68 5,0 9,0 15,3 65,36
18У 180 70 5,1 8,7 16,3 61,35
18аУ 180 74 5,1 9,3 17,40 57,47
20У 200 76 5,2 9,0 18,4 54,35
22У 220 82 5,4 9,5 21,0 47,62
24У 240 90 5,6 10,0 24,0 41,67
27У 270 95 6,0 10,5 27,7 36,1
30У 300 100 6,5 11,0 31,8 31,45
33У 330 105 7,0 11,7 36,5 27,4
36У 360 110 7,5 12,6 41,9 23,87
40У 400 115 8,0 13,5 48,3 20,70

Градация размеров

Так швеллер №8, то есть изделие, имеющее высоту 8 сантиметров, зачастую используется в процессе строительства жилых многоэтажных домов и производственных цехов.


Материалом для их изготовления служит углеродистая сталь, благодаря чему из них получаются надёжные сварные конструкции. Швеллер № 0 применяется в станкостроении и машиностроении, при строительстве несущих опор мостов.

Швеллер номер 12 предназначен для использования в тех же отраслях человеческой деятельности, что и два предыдущих, от них он отличается только более высоким уровнем прочности. При строительстве наиболее ответственных производственных объектов применяются швеллеры номер 14. Кроме того, их могут использовать и при возведении жилых домов и других подобных объектов.

Читайте также:
Треск в розетке что делать

Швеллер номер 20 используется для усиления конструкций испытывающих усиленные нагрузки. Гнутый швеллер широко используется в строительстве, машиностроении и вообще везде, где требуется усиление прочности конструкций. Однако, несмотря на высокую эффективность гнутого швеллера, гораздо более эффективно выглядит его горячекатаный собрат.

Швеллеры равнополочные

Наиболее массовая категория в ассортименте — равнополочные. По технологии производства подразделяется на швеллер горячекатаный и гнутый. Отличить их легко по внешнему виду — у гнутого углы закруглены, а толщина стенок равная по всему профилю.

Он более дешевый, чем произведенный горячей прокаткой.


Изготавливается из сталей хорошо свариваемых марок, что позволяет создавать конструкции сложной конфигурации и нестандартных форм. Характеристики регламентированы в ГОСТ 8278–83. Материалом изготовления служит рулонная сталь обыкновенных, конструкционных и углеродистых марок, которая прокатывается на трубных станах.

Размеры находятся в широком диапазоне — высота в пределах 50- 400, а ширина 32 — 115 мм.

Большое значение в сфере применения гнутых разновидностей материала имеет уровень прокатки. Для этой категории предусмотрены три класса:

  • «А» — высокой точности;
  • «Б» — повышенной;
  • «В» — обычной.

Индексы указываются в маркировке конкретного артикула.

По форме профиля гнутый швеллер отличается, в каталоге выделены 4 основных типа:

  • «П» — с параллельными гранями, один из наиболее распространенных;
  • «У» — с уклоном граней;
  • «Л» — облегченной серии;
  • «С» — специальный.

Параметры каждого вида из любой серии сведены в соответствующие таблицы.

Характеристики легкой серии с параллельными гранями полок

Специальные виды швеллера

По данным, сведенным для каждой серии, определяются механические характеристики подходящего для конкретного проекта материала. В расчетах принимаются во внимание поперечная и продольная прочность, масса, свариваемость, коэффициент температурного расширения и другие параметры.

Сортамент равнополочных швеллеров очень широкий, что определяет их использование в самых различных отраслях.

Преимущественно гнутые марки материала применяют в качестве вспомогательных усиливающих элементов — монтаж каркасов под отделочные материалы, для производства рам промышленной и транспортной техники, для мебели, элементов дорожной инфраструктуры и т.д. Хотя прочностные характеристики гнутого швеллера очень высокие, он уступает горячекатаному по некоторым параметрам.

Различия горячекатаных и гнутых швеллеров

Причина различий между ними заключается в самом способе производства. Горячекатаный профиль получается прочнее и его можно использовать для укрепления объектов, подвергающихся особо мощным нагрузкам. Однако есть у него и свои недостатки, которые, в принципе, являются продолжением их достоинства.

Достаточно взглянуть на фото швеллера, как одного, так и другого типа, для того чтобы убедиться в том, что горячекатаные изделия имеют более чёткие грани, ярко-выраженные углы. Они более прочны, но при их монтаже, почти невозможно использовать сварку. Они плохо привариваются друг к другу и к другим металлическим деталям.

Таким образом, всё далеко не однозначно. Вроде бы более мощный швеллер всегда предпочтительней, потому что, по сравнению с гнутым, он способен выдерживать вообще запредельные нагрузки, однако не всё так просто, и, несмотря на его более высокие прочностные характеристики, он не всегда предпочтителен.

Алюминиевые швеллеры

Использование стального швеллера не всегда целесообразно. Во-первых, у него всё-таки очень большая масса, во-вторых, углеродистая сталь ржавеет, и для того чтобы это не происходило, его приходится окрашивать.

В тех случаях, когда для укрепления конструкции не требуется прочность стали, используются изделия из алюминия. Алюминиевый швеллер намного легче стального, поэтому он бывает незаменим в самолётостроении. Его часто используют в оформлении интерьера жилых помещений и торговых залов. Современное автомобилестроение так же не обходится без него.

Из чего делают швеллер

На рынке товаров можно найти 2 разновидности швеллера:

  • из алюминиевого сплава;
  • из стали.

Стальной швеллер получил гораздо большее распространение среди потребителей, так как отличается доступной ценой и высокими показателями прочности и долговечности. В свою очередь, стальные изделия также отличаются по типу использованной стали. Это:

Зачем нужны швеллеры. Использование швеллеров в строительстве

Конструкция, изготовленная с использованием швеллеров, принимает на себя нагрузку, как от веса самого перекрытия, так и от находящихся в здании людей, мебели, или оборудования. Затем, эта нагрузка перераспределяется на стены, или обеспечивающие дополнительную поддержку колонны. Перекрытия могут быть изготовлены с использованием плит или балок. При строительстве относительно небольших зданий, в качестве балок перекрытия выступает металлический швеллер.

Как правильно установить швеллер при устройстве перекрытия?

П-образный профиль применяется для создания цокольных, межэтажных и чердачных перекрытий. При установке швеллера учитывают следующие моменты:

  • швеллер устанавливают на полку, то есть поперечное сечение имеет вид буквы «С», а не «П». Это связано с тем, что момент сопротивления сечения в этом случае выше, чем при монтаже проката буквой «П»;
  • правильная установка швеллера в конструкциях подразумевает расположение букв «С» от середины перекрытия в противоположные стороны, так как центр тяжести этого профильного изделия располагается вне сечения его стенки. Положение центра тяжести зависит от модификации швеллера. Такая схема монтажа компенсирует касательные напряжения.



Области применения

Использование горячекатаных стальных профилей на тех или иных объектах зависит от используемого металла при его изготовлении и от размеров. Чем больше номер изделия, тем более высокой прочностью оно обладает:


Швеллеры используют при строительстве

  • при изготовлении небольших объектов, например, павильонов торговли, используется горячекатаный стальной профиль 5П;
  • изделие с номером 8 используется как армирующий элемент при строительстве зданий;
  • с номером 12 уже может участвовать в монтаже несущих частей.
Читайте также:
Чем отличется однофазное напряжение от трёхфазного

Несущие части в результате использования профиля становятся более лёгкими, и при этом способны выдерживать большие нагрузки. Металлопрокат специального назначения выпускается для автомобильной промышленности, вагоностроения. Его производят из легированной стали. Марки стали, из которых изготовлен металлопрокат, выбирают в зависимости от условий, в которых им придётся работать. При воздействии низких температур, например, на Севере, используют профиль из низколегированной стали, которая не становится хрупкой на морозе.



Способы закрепления швеллера при устройстве перекрытий

  • Межэтажная балка перекрытия – шарнирно-опертая, испытывает равномерно-распределенную нагрузку.
  • Козырек из двух швеллеров с железобетонным заполнителем – консольные балки с жесткой заделкой, нагружаются равномерно-распределенно.
  • Балка перекрытия, выпущенная за пределы стены, – шарнирно-опертая с равномерной нагрузкой.
  • Перемычка, предназначенная для опирания одной или двух балок перекрытия, – шарнирно-опертая с одной или двумя сосредоточенными нагрузками.
  • Козырек из двух профилей со стальным листом между ними и с установленной стеной – консольные балки с сосредоточенной нагрузкой.

От правильного выбора номера швеллера, шага между балками и способа закрепления во многом зависит надежность строительной конструкции.

Недопустимое крепление швеллера анкерными болтами к стене

Если вы приварили швеллер к пластине, а эту пластину закрепили к стене четырьмя распорными анкерами (или другим количеством анкеров – не имеет значения), это будет шарнир

. Болты испытывают выдергивающее усилие, пластина – гибкая, все это приведет к повороту балки на опоре. Это не мгновенное разрушение конструкции, а растянутое во времени. Поначалу поворот происходит очень медленно и незаметно, но он постоянно увеличивается – и это будет происходить до критического момента, когда самый слабый элемент в конструкции не выдержит и вызовет аварийное состояние. И каким бы надежным и мощным ни был швеллер, если узел его крепление не надежен, вся конструкция считается аварийной.

Недопустимое крепление кронштейна из швеллера к существующей стене

Если вы выбьете в существующей стене нишу (не важно, на всю толщину стены или не на всю), приварите к швеллеру пластину и уложите все это на пластичный раствор, а нишу потом забетонируете (или заполните раствором), то такой вариант тоже является шарниром

. Чем меньше глубина заделки в стену, тем больше возможности у швеллера повернуться, и тем быстрее возникнет аварийное состояние. Но даже если заглубить швеллер на всю толщину стены, все равно у него останется возможность поворота, т.к. качественного заполнения раствором не получится при малых размерах ниши, швеллер под нагрузкой будет выкрашивать этот раствор и стремиться выскочить из гнезда. Такой вариант крепления возможен только для балки, опирающейся двумя концами, или для балкона с подкосом или стойкой на конце.

Крепление швеллера к стене – швеллер сверху

В данном варианте швеллер приваривается к пластине, которая крепится анкерными болтами к монолитному поясу (или монолитной подушке). Помимо этого важно заанкерить верхнюю часть швеллера, чтобы препятствовать повороту. Для этого к нему приваривается сверху уголок, который будет заделан в кладку стены, служащей в том числе пригрузом для швеллера. Уголок – это один из вариантов анкеровки. Можно также к верхней полке швеллера приварить металлический элемент, который в свою очередь будет приварен к закладной детали в монолитном поясе или в перекрытии. Главное – создать надежный анкер, препятствующий повороту швеллера.

Следует обратить внимание, что для надежной конструкции балкона нужно не только выполнить расчет швеллера, но и расчет узла его опирания. Рассмотрим это на примере.

Пример.
Расчет консольной конструкции балкона в виде швеллерной балки без подкоса и узла опирания швеллера.


Технология усиления швеллером

Для демонтажа проемов лучше применять метод алмазной резки, поскольку он проще и быстрее, а главное не повреждает стену, т.е. не приводит к образованию трещин, чего нельзя сказать об обычном перфораторе или болгарке. Ровные края проема после алмазной резки существенно ускоряют и упрощают работы по монтажу элементов усиления. Перед началом вырезания проема, необходимо подстраховаться и установить временные подпорки, которые разгрузят перекрытия. Также не следует забывать об обесточивании электросетей и переносе при необходимости электропроводки.

Самый простой и распространенный способ укрепления проемов в нашем случае — это П-образная швеллерная рама, которая монтируется по краям вырезанного проема и состоит из горизонтальной перемычки и вертикальных подпорок.

Вся конструкция крепится к стене при помощи химических анкерных болтов или ребристых кусков арматуры, а на полу она приваривается к опорным пяткам из толстых металлических пластин. Для установки такой конструкции могут использоваться два типа швеллеров и разные способы их монтажа на стену (об этом читайте ниже).

Поскольку зачеканивать раму из швеллеров после ее установки крайне затруднительно из за специфической конфигурации профиля, то она как правило монтируется на предварительно нанесенный слой цементного раствора. Для лучшей связки раствора со стеной на последней можно сделать насечки.

Любопытна технология крепежа швеллерного усиления с помощью химических анкеров. Для этого в просверленное отверстие вставляется касула с химическим клеевым составом, а затем устанавливается анкерный болт, который разбивает капсулу. Происходит реакция, и через 20 минут соединение затвердевает и болт затягивают гайкой. Такое соединение способно выдерживать огромные нагрузки, а главное, обеспечивает совместную работу материала стены и металла швеллера.

Читайте также:
Установка крыши – 140 фото технологии возведения различных типов и советы по подбору конструкции

Виды швеллеров

Швеллер – это разновидность металлического профиля П-образного сечения (высотой 50—400 мм, с толщиной стенки 4—15 мм и шириной полок от 32 до 115 мм ). Стальные швеллера получают главным образом горячей прокаткой заготовки на сортовых станах, а также холодной или горячей прокаткой рулонной стали на профилегибочных станах. Швеллер предназначен для придания жесткости и устойчивости конструкции, в которой он применяется. Он хорошо работает на изгиб и воспринимает осевые нагрузки.

Швеллеры (ГОСТ 8240-89) делятся на:

  • швеллер с уклоном внутренних граней полок (ставится буква У).
  • швеллер с параллельными гранями полок (ставится буква П).

Особенности изготовления

Швеллеры, как опорный элемент многих конструкций, очень востребованы. Их не только производят из разных сортов стали, включая нержавеющую, но и применяют разные технологии изготовления.


Швеллер марки 16п

Технология может быть горячекатаной или холоднокатаной. Имеются различия в геометрии полок. У одних изделий грани полок внутри параллельны между собой, у других — выполнены наклонно.

Независимо от конструкции полок, сортамент стальных швеллеров отличается высокой жёсткостью и небольшим весом. Эти качества дают возможность широко использовать их в строительстве и других отраслях промышленности для создания прочных конструкций, выдерживающих большие нагрузки.

Для получения гнутого профиля используется качественная сталь определённых марок. Процесс изготовления начинается с тщательного осмотра поверхности материала. На ней не должно быть вздутий и трещин, окалины и загрязнений. Незначительные дефекты типа рисок, забоин, отпечатков, которые не повлияют на качество готовой продукции, допустимы согласно ГОСТу.

Процесс изготовления металлоизделий происходит поэтапно. Внешний вид и характеристики готовых изделий зависят от технологических особенностей конкретного производства. От способа профилирования зависит последовательность работ:

  • при непрерывном способе отформованный отрезок необходимой длины обрезается самим станком;
  • при поштучном профилировании сначала производится нарезка заготовок и последующая обработка в агрегате.

В любом случае на выходе должно получиться качественное изделие, соответствующее ГОСТ 11475. Равнополочный гнутый профиль должен изготавливаться в соответствии с ГОСТ 8278-83, неравнополочный — по ГОСТ 8281-80.

Способы монтажа швеллеров на стену

1. Накладка У-образного швеллера внахлест. Это самый простой и способ. Его недостаток состоит в том, что полки У-образного профиля скруглены и скошены, и при установке профиля, между швеллером и поверхностью стены образуется пустое пространство. Чтобы добиться как можно более плотного прилегания конструкции, зазор зачеканивается инъектированием, либо швеллер устанавливается на заранее нанесенный раствор.

2. Накладка У-образного швеллера заподлицо. Это более аккуратный способ монтажа швеллеров подобной формы, поскольку оштукатуривать стену после усиления проема будет проще: нет выступающих деталей. В этом случае перфоратором немного скашивают края стены, чтобы добиться более плотного соединения металла и бетона. Это весьма трудоемкая и не слишком распространенная процедура, поэтому чаще крепят, как в первом случае. К тому же, перфоратор — не слишком «филигранный» инструмент, и подобрать нужный угол наклона очень непросто.

3. Накладка П-образного швеллера на стену внахлест. Как и в первом случае, это очень простой способ, но требующий идеально ровной поверхности стены. При этом швеллер П-образной формы образует меньшие зазоры, чем У-образный.

4. Установка П-образного швеллера заподлицо. Также позволяет (аналогично п.2) легко оштукатурить стену после окончания работ по монтажу усиления проема. Боковые пазы для полок швеллера вырезаются алмазной пилой для получения ровной поверхности. Дорого, но красиво.

5. Как чаще всего укладывают швеллер на практике. Как мы уже отмечали, перфоратор не отличается ювелирной точностью, поэтому торец стены часто «подгогяется» под установку швеллера «на глаз». При этом рабочие часто халтурят и срубают края очень грубо — принцип показан на картинке. Промежуток между стеной и швеллером заполняется строительным мусором. При этом ни о каком заполнении полости раствором речь, конечно же, не идет.

Примечание: п ри установке швеллера внахлест он подбирается на размер-два больше стены, а при монтаже заподлицо — по размеру стены.

Преимущества и недостатки

Обвязка свайно-винтового фундамента швеллеров имеет свои плюсы и минусы.

Преимущества обвязки швеллером свайно-винтовых конструкций:

  1. Высокая несущая способность свайного фундамента, укрепленного обвязкой швеллером.
  2. Повышенная жесткость конструкции.
  3. Увеличение срока службы фундамента.
  4. Отсутствие перегрузки постройки за счет небольшого веса конструкции.
  5. Быстрота возведения и доступная стоимость материалов.

К недостаткам стоит отнести такие факторы:

  • увеличение стоимости монтажных работ за счет цены самих материалов и за счет обработки швеллера и уголков;
  • необходимость постоянного контроля за процессом возведения во избежание ошибок.

При строительстве нанятые бригады могут нарушить технологию, например, пропустив этап обработки швеллера, который необходим для защиты от коррозии (если металлопрокат не отпескоструить и не снять окалину, он будет постоянно ржаветь).

Швеллер: применение, преимущества, производство, материал, маркировка и виды

Автор: Константин Вавилов · Опубликовано 21.10.2017 · Обновлено 28.04.2018

Швеллер – это изделие из металла, имеющее П-образную форму. Название его переводится с немецкого как «юбка». Швеллер имеет широкое распространение. Его применяют там, где нужно придать конструкции дополнительную устойчивость и сопротивления высоким нагрузкам. Швеллер используется как арматура для стен или кровли, и в качестве усиления бетона. Без него невозможно возвести ни одно промышленное сооружение или жилой дом.

Область применения швеллера

Это металлическое изделие имеет широкую область применения. Главным образом швеллер используется в строительстве. Его применяют при сооружении каркасов производственных и жилых зданий, прокладке коммуникаций и для усиления несущих конструкций. Профиль как самостоятельная деталь встречается в перекрытиях, каркасах зданий и пандусов. При возведении мостов, отделочных работах и при реконструкции зданий жилого промышленного назначения также его используют. Без швеллера нельзя представить строительство опорных колон и кровельных прогонов.

Читайте также:
Янтарный берег: желтый цвет в спальне — стены и акценты

Этот металлический элемент, благодаря своей форме, способен придать конструкции дополнительную жесткость и устойчивость. Швеллер способен выдерживать большие осевые нагрузки и противостоять нагрузкам на изгиб. Сегодня выпускаются различные виды швеллеров, которые применяются в различных конструкциях. Сфера применения этого изделия зависит от его типоразмера и марки стали. Благодаря высоким несущим способностям швеллера он используется практически во всех отраслях промышленности.

Важно: по противодействию направленным вниз вертикальным нагрузкам П-образный профиль уступает только балке двутаврового сечения.

  • Архитектурное строительство: с помощью этого изделия можно создать различные конструкции. Но чаще всего его используют для создания перекрытий и армирования стен.
  • Тяжелое машиностроение: в качестве элементов, которые должны выдержать значительные нагрузки. Например, балки по которым ходят краны.
  • В автомобилестроении.
  • В вагоностроение и судостроении.

Из-за высоких технических характеристик горячекатаный профиль нашел применение в станкостроительной отрасли. Имея хорошую прочность, швеллер выдерживает вибрацию и большие нагрузки. Он используется как элемент рамы и креплений для двигателя.

Преимущества

Экономическая выгода эксплуатации в том, что швеллер вес которого небольшой имеет высокую прочность осевого давления и на изгиб. Это позволяет изготавливать облегченные металлоконструкции. Материал хорошо поддается механической обработке и легко сваривается при монтаже. Изделие отличается простотой в монтаже и при транспортировке.

Применение профиля увеличивает срок службы конструкции из-за износостойкости материала. Удобен при проведении монтажных работ на высоте, так как из-за небольшой массы можно подавать наверх большие партии изделия. Благодаря точности размеров швеллер применять сразу без рихтовки и предварительной подгонки.

Во время производства швеллер подвергается термическому воздействию. Во время этого в кристаллической решетке металла происходит рекристаллизация, затем отжиг, который снижает внутреннее напряжение, нормализация и др. Отжиг увеличивает пластичность и вязкость и снижает твердость и прочность, а это улучшает податливость изделия механической обработке.

Профиль благодаря форме сечения имеет хорошую прочность и жесткость поэтому выдерживает большие нагрузки в течение длительного времени сохраняя свои свойства. Он противостоит воздействию влаги, устойчив к механическим повреждениям и не подвержен деформации так как в материале нет слабых мест подверженных разрушению.

Способ и материал для производства

Изготавливают профиль согласно требованиям, ГОСТ 8240-97. В качестве исходного материала для производства используют конструкционную, высокоуглеродистую и низкоуглеродистую сталь. А также применяются стали с легирующими элементами. Выбор зависит от требования к техническим характеристикам швеллера.

Во время производства профиля заготовка прямоугольной формы разогревается до необходимой температуры и подается на специальный прокатный стан. На этом агрегате происходит процесс последовательного обжатия материала вращающимися валками. Так как при изготовлении швеллера размеры становиться меньше то заготовка берется с запасом для производства.

Вначале обработке подвергается центральная часть изделия и делают ее в виде Буквы М. Затем выравнивают и полученный горячекатаный швеллер отправляют на машину для калибровки. На ней профиль доводится до точных размеров. Несмотря на трудоемкость горячий прокат имеет высокую производительность и хорошее качество.

Маркировка и виды

По способу производства швеллеры можно разделить на две большие группы:

  • Горячекатаные (производится с помощью технологии горячего катания, изготавливаются по ГОСТу 19425-74).
  • Гнутый (производится с помощью технологии холодного катания).

Эти два вида швеллеров имеют различные эксплуатационные характеристики и сферу использования. Визуально отличить один вид от другого можно с помощью различий их углов. У гнутого швеллера они закруглены.

Кроме такого, все швеллеры делятся по размерам, регламентируемых нормативными документами. При этом существует три категории точности их изготовления:

  • «А» — высокоточная.
  • «Б» — повышенная.
  • «В» — обычная.

Швеллеры могут иметь различный размер. Выбор этого изделия для той или иной конструкции определяется его расстоянием от одной полки до другой. По ГОСТу оно может быть 32–115 мм. Это расстояние обозначается в номенклатурных документах цифрой. Которая стоит сразу после обозначения элемента. И также разделяются эти изделия по длине. Она обычно варьируется в диапазон 4–12 метров. Высота полок швеллера может быть от 5 до 40 см.

В зависимости от прокатки горячекатаные швеллеры делятся на серии:

  • «П» — полки располагаются параллельно друг другу.
  • «У» — полки с уклоном.
  • «Л» — полки располагаются параллельно, но изделие относится к легкой серии.
  • «С» — специальная разновидность этого изделия.

Самыми популярными видами изделий такого типа являются:

  • Тип 10. Имеющее широкую сферу применение изделие, которое отличается высокими механическими качествами и характеристиками. Используется в строительстве крупных промышленных объектов.
  • Тип 14. Самый популярный тип швеллера, используемого в строительстве. Используется там, где нужно совершить тяжелое армирование несущих элементов зданий и конструкций. Обладает высокими эксплуатационными характеристиками и повышенной точностью.
  • Тип 16. Используется в строительстве промышленных объектов. Обладает высокой прочностью и способен справиться с серьезными нагрузками.
  • Тип 20. Используется в сложных конструкциях. Там, где необходимы высокая прочность и надежность изделия. Усиливает опоры мостов и используется для усиления перекрытий в многоэтажных домах.

Преимущества горячекатаного швеллера

Главным преимуществом этого изделия является его форма. Благодаря ей он и используется там, где нужны высокие показатели жесткости. Преимущества этого вида металлопроката:

  • Возможность выдержать большие силовые нагрузки.
  • Устойчивость к деформации.
  • Устойчивость к механическим повреждениям.
Читайте также:
Технология производства керамической плитки: материалы и оборудование

Но это металлическое изделие имеет еще одно преимущество – швеллер устойчив к коррозии.

Но есть и недостатки. Горячекатаный швеллер плохо подвергается сварке. Поэтому в сборных конструкциях, где соединение элементов происходит на сварку, используется изделие, произведенное с помощью холодного проката.

Преимущества гнутого швеллера

Производства этого вида металлопроката происходит на специальном профилегибочном станке. Парные прессующие валы с двух сторон действуют на заготовку из листового металла, придавая ей П-образную форму. С помощью современного оборудования этот процесс происходит в автоматическом режиме и имеет целый ряд преимуществ: скорость, возможность создания профиля любой формы и т. п.

В отличие от горячекатаного швеллера его гнутая разновидность обладает низким весом. Что позволяет использовать такой вид швеллера в облегченных металлоконструкциях. Низкая масса этого изделия сокращает время на его монтаж и уменьшает трудоемкость этого процесса.

Гнутый профиль используется:

  • В строительстве зданий.
  • При реконструкции построек.
  • Вовремя проведения капитального ремонта.

Облегченные версии гнутого профиля можно использовать для сборки каркаса теплиц и возведения временных сооружений. Сферой использования этого изделия является не только строительство, но и вагоностроение, станкостроение, судостроение, автомобилестроение и т. п. С его помощью можно изготовить изделия, обладающие высоким сопротивлением нагрузкам, но обладающих небольшим весом.

Хранение и транспортировка

Хранится металлическая продукция швеллерного сечения на специальных площадках, увязанная с помощью стальной ленты или проволоки. Ее отгружают по весу или погонным метрам. Готовая к отгрузке продукция может иметь ржавчину согласно указанным в ГОСТе нормам. Перевозка швеллеров производится в кузове открытого типа, фургоне или полувагоне.

Двутавр или швеллер?

Выбор в пользу того или иного металлопроката основывается на сфере его применения. По прочности двутавр существенно обходит швеллер. Выступающие с двух сторон полки лучше распределяют вес и способны выдержать значительные нагрузки. При сильных нагрузках на швеллер возникают силы, которые его стремятся скрутить. Чего при использовании двутавра быть не может.

При сравнении этих видов металлопроката одного типоразмера, толщины стенок и размеров полок, с нагрузкой, действующей перпендикулярно их оси, то П-образный профиль окажется прочнее. Это обусловлено его формой. Расположенные в одну сторону полки делают так, что центр тяжести выходит за его поперечное сечение и смещен в сторону торцов. В то время как у двутавра он находится ровно посередине.

Отсюда следует, швеллер обладает лучшим сопротивлением на боковые нагрузки, а двутавр — осевым сопротивлением.

Какой профиль выбрать?

Все зависит от конструкции, в которой будет использоваться изделие. Двутавры часто используются в качестве несущих конструкций. В то время как швеллеры более универсальны. Что делает их сферу использования более широкой. Их, в отличие от двутавров можно использовать в качестве элементов автомобилей или морских судов.

Швеллеры, благодаря выступающим только с одной стороны полкам, можно использовать в различных строительных конструкциях. По сути, в некоторых конструкциях они могут даже использоваться как альтернатива двутаврам. Тогда как обратная замена не всегда целесообразна. Особенно, в легких конструкциях.

Алюминиевый швеллер

Отдельно нужно сказать про алюминиевый швеллер. Это изделие, имеющее «традиционный» профиль, но изготовленное из алюминия. Этот металл позволяет еще больше снизить вес швеллера и дает этому изделию такую сферу применения, где конструкции должны иметь малый вес.

П-образный алюминиевый профиль может быть:

  • Изготовлен технологии горячего прессования без закалки.
  • Изготовлен технологией горячего прессования с закалкой.
  • Подвергнутый старению после закалки.
  • Подвергнутые отжигу.

Алюминиевый швеллер неплохо справляется с нагрузками, устойчив к изгибам и противостоит деформации на кручение. Он может использоваться там, где нет высоких нагрузок. В отличие от стали, алюминий никак не контактирует с воздухом и водой. А значит ему не страшна коррозия. В отличие от алюминиевой трубы, швеллер из этого материала способен выдерживать те же нагрузки, но существенно снижает вес конструкции.

Алюминиевый аналог стального швеллера используется не только в строительстве, но и в отделке фасада зданий. Поэтому, кроме своих высоких характеристик, он должен обладать привлекательным внешним видом. А для того чтобы алюминиевый сплав не потерял своих эстетических качеств, его покрывают анодно-оксидной пленкой.

Заключение

Швеллер – это такое изделие из металла, которое имеет огромную сферу использования. Для выбора необходимого типа этого изделия для своих нужд необходимо рассчитать возможные нагрузки, под которыми будет находиться этот конструктивный элемент. Расчет сложных конструкций должен выполняться только профессионалами. Даже одна ошибка может привести к серьезным последствиям.

Виды швеллеров и способы их использования

Любое здание должно выдерживать расчетную нагрузку, в которую входит вес материалов, и для обеспечения высокой прочности и надежности конструкции чаще всего используются различные виды швеллеров .

1 Наиболее распространенные виды швеллеров

Очень часто в основе высотных зданий используются стальные балки в качестве несущего каркаса. При этом, чтобы не повышать нагрузку на фундамент, стальные элементы изготавливаются в виде металлопроката сложного сечения, что позволяет экономить металл и усиливает сопротивление балок на изгиб и растяжение. По большей части для усиления конструкций применяются различные виды швеллеров, из которых наиболее распространенными являются два: П-образный и с сечением в форме буквы Н. Первые делятся на продукты горячего и холодного проката, вторые бывают только горячекатаными, либо собираются методом сварки из двух Т-образных профилей.

Металлопрокат в форме буквы П является сортовым, и, в зависимости от способа изготовления, делится на несколько разновидностей. Горячекатаные профили узнаваемы по острым углам и бывают с расположенными параллельно или под уклоном внутренними плоскостями полок. По точности изготовления существует три категории: высокоточная “А”, просто повышенная “Б” и обычная “В”. Холоднокатаный швеллер, разновидности которого называют также гнутыми профилями (равнополочными и с полками разного размера), углов не имеет, вместо них имеются плавные изгибы. Для производства таких изделий металлопроката нужен специальный станок-листогиб. В качестве заготовки применяется лист горячекатанный.

Читайте также:
Стеллаж для инструментов: выбор стойки для хранения инструментов и создание своими руками настенного стеллажа с ящиками

Причисление Н-образных двутавров к швеллерам спорно, однако практикуется многими производителями. Как уже было сказано выше, это продукт технологии горячего проката, то есть также как и в случае с П-образным профилем, имеют место разновидности с параллельными и наклонными внутренними поверхностями полок, а также острые углы в сечении. В качестве материалов используются углеродистые и низколегированные стали, чугун, а также алюминий для специализированных изделий. Химический состав сталей должен соответствовать ГОСТ 380.

2 Типы швеллеров и их маркировки

У каждого из перечисленных продуктов проката имеется сортамент, согласно которому выбрать нужный вариант не составляет трудности. Однако прежде нужно определить, какой именно профиль вам понадобится для той или иной сферы использования. Именно для этой цели существуют маркировки, как буквенные, так и цифровые, по которым можно заранее узнать, какими свойствами обладают интересующие вас типы швеллеров.

К примеру, те же горячекатаные профили отмечаются буквой “П”, если внутренние поверхности полок параллельны, и буквой “У” – если плоскости имеют уклон.
Рекомендуется основывать свой выбор на цифровой маркировке, которая по большей части сопровождает буквенную – различные числовые значения обозначают расстояние между полками. Иными словами, если вы увидите швеллер большого размера с маркировкой 24, будьте уверены, промежуток между внешними поверхностями полок равен 24 сантиметрам.

Все типоразмеры стандартизированы согласно ГОСТ с разбивкой по классам “П” и “У”, то есть, с делением на профили с параллельными полками и расположенными под уклоном. По таблицам вы можете определить зависимость массы погонного метра швеллера от его ширины.

Швеллер с параллельными плоскостями полок ГОСТ 8240-83 и с уклоном внутренних поверхностей ГОСТ 8240-89

Номер швеллера

Масса 1 метра в кг

Метров в тонне

Осталось только рассказать о специализированных маркировках. К таковым в первую очередь относится буква “С”, которой обозначаются изделия, выпущенные на заказ, то есть, вне стандарта. Соответственно, вышеуказанная буква значит не что иное, как “специальные” профили. Существуют швеллеры, не рассчитанные на большую нагрузку, а пригодные как часть армирующего пояса для здания, такие профили носят маркировку “Л”, что значит “легкие”. И, наконец, изделия, полки которых несколько тоньше, чем положено по стандарту, называют экономичными (поскольку на них расходуется меньше металла) и обозначают буквой “Э”.

Что касается длины, которая немаловажна при выборе швеллера для решения определенной задачи, то и здесь не обошлось без стандартизации, хотя и менее строго. Существует три категории данного параметра:

  1. мерной длины,
  2. кратной мерной;
  3. немерной.

Два первых варианта подразумевают отсутствие отклонений в длине более чем на 40 миллиметров для швеллеров от 2 до 8 метров. Кривизна же не должна превышать 0,2 % от длины профиля. К немерным изделиям нет подобных требований. Что же касается стандартов, согласно ГОСТ выпускаются швеллеры от 2 до 12 метров.

3 Где и какие швеллеры используются

Первое и основное назначение рассматриваемого нами металлопроката – балки перекрытий, усиление подъездных лестниц, сейсмоустойчивые каркасы и армирующие пояса зданий. Пригодность швеллера для решения той или иной задачи зависит от металла, из которого изготовлено изделие. Так, сплавы черных металлов не способны выдержать высокие нагрузки, поэтому для увеличения несущей способности стен и перекрытий используются стальные швеллеры, причем, чаще всего, горячекатанные.

Гнутые профили пригодны для легких конструкций и как декоративные элементы, срывающие различные коммуникации, а также в качестве направляющих для движущихся механизмов (рольставни) и предметов (раздвижные двери и ворота).

Алюминиевые изделия, получаемые путем прессования-штамповки, также отлично подходят для сборки легких конструкций, также они используются в качестве элементов стыка различных балок, как детали облицовочных каркасов и для создания предметов интерьера. В частности, те самые направляющие профили, которые необходимы для монтажа гипсокартона, сайдинга и алюпана тоже, по сути, являются швеллерами, правда, облегченными, к которым нельзя прилагать большие нагрузки.

Поскольку вы приобретаете металлопрокат, уже имея представление о его будущем использовании, ориентируйтесь по цифровой маркировке. Изделия с малыми значениями (от двух до восьми включительно) часто являются заменой уголкам, особенно там, где нужно сваривать балки квадратного сечения. Профили с маркировками 10 и 12, которые производятся без дополнительной термообработки, используются как армирующие элементы конструкций, причем, уже начиная с марки 12П швеллеры можно использовать для легких мостов. Металлопрокат со значением 20 и выше пригоден для конструкций, подвергающихся динамическим воздействиям. Профили марки 40П используются уже для возведения тяжелых каркасов многоэтажных зданий и для больших мостов.

Очень важно знать, какие бывают швеллера, которые производятся специально под заказ, Специализированные профили обычно применяются в машиностроении, в частности при изготовлении автомобилей с маркировкой “С” по ГОСТ 19425-74 и вагонов с маркировкой “В” – ГОСТ 5267.1-90. Длина их варьируется от 2 до 13 метров и может быть большей. Отдельные продукты металлопроката предназначаются для подвесных путей, необходимых для движения кареток подъемных устройств, такие швеллеры обозначаются буквой “М”.

Читайте также:
Умный огород или грядки для ленивых дачников

5 востребованных швеллеров в строительстве

Что такое швеллер: понятие, схема изготовления с ГОСТами производства + 9 достоинств использования швеллеров + 4 типа классификации строительного элемента + разбор швеллеров по силе нагрузке + применение популярных размеров швеллеров в строительстве.

В строительстве элементы армирования являются неотъемлемыми составляющими общей конструкции. Сегодня мы разберем что такое швеллер в строительстве – его разновидности, применение в промышленных/домашних конструкциях и особенности маркировки уже готовых элементов в точках продаж.

Что такое швеллер: фото + описание и классификация изделия

Что такое швеллер? По сути, – это П-образное изделие из металла, относящееся к фасонам стального проката. Благодаря оговоренной форме, элемент обеспечивает высокие показатели прочности, что важно для тяжелого машиностроения, строительства зданий и прочих отраслей промышленности или домашнего хозяйства.

1) Изготовление швеллеров и ГОСТы

Металлический монтажный П-образный элемент производят из высокопрочных сплавов либо нержавейки. В основе лежит марки AISI 304 или AISI 316. В промышленности имеется 2 полноценных метода изготовления швеллеров – метод прокатки и метод лазерной сварки. Высокий уровень прочности выдает нержавеющий швеллер – он комбинирует в себе длительный срок службы и прочность. Для тяжелого машиностроения в швеллерах используется черная сталь.

Как делают швеллер методом прокатки:

  1. Заготовка материала – черный или цветной металл.
  2. Нагрев болванки до мягкости.
  3. Прокатка на специализированном сортовом станке.
  4. Охлаждение и нарезка швеллеров.
  5. Изгиб на профилегибочном станке, если того требует технология.
  6. Упаковка и отправка на продажу.

Если в качестве основы используется специфичный сплав металла, меняющий физические свойства при нагревании, метод прокатки не зайдет. При производстве путем лазерной сварки, происходит нагрев только в местах соединения конструкции, что позволяет производить крупногабаритные швеллеры с нестандартными параметрами.

На втором месте по популярности в производстве стоят алюминиевые швеллеры. Их размеры меньше, а благодаря легкости получаемых конструкций, спрос на продукцию стабильно высок в самолетостроении и прочих смежных сферах строительства.

ГОСТ За что отвечает
8240-97 Общие требования к изготовлению швеллеров в промышленных масштабах на реализацию.
8240-89 Требования к изготовлению швеллеров, у которых грани боковых полок имеют внутренний уклон.
535-88 Требования к изготовлению швеллеров горячекатанным способом
19425-74 Швеллеры специального типа для автомобилестроения.
5267.1-90 Специализированные швеллеры, используемые в вагоностроении.
8278-93 Требования к изготовлению равнополочных швеллеров гнутого типа из высокопрочной стали.
8240 Требования к изготовке конструкций из стали углеродистого типа либо низколегированного сырья.
5420 Как нужно изготавливать швеллера для тракторов и прочей крупногабаритной техники.

Для рядового потребителя не имеет смысла вчитываться в ГОСТы, ведь 90% необходимой информации он имеет возможность найти на маркировки швеллера, при его закупке в специализированном магазине. Альтернатива – спросить совета у консультанта, или потребовать сопроводительную техническую документацию у продавца.

2) Достоинства и разновидности швеллеров

Достоинства швеллеров в строительстве:

  • богатое разнообразие видов изделий дает возможность конструировать объекты любой сложности;
  • коррозийная устойчивость не позволяет распространяться ржавчине и грибковым инфекциям;
  • высокопрочные элементы могут выдерживать громадные нагрузки;
  • небольшой вес при использовании легких металлов;

Описанные качества обеспечивают главную функцию элемента – придача устойчивости и прочности в отношении точечных нагрузок/изгибов со стороны внешних объектов. П-образная форма доказала свое качество в конструкциях еще советского образца.

Важно: швеллер крайне сложно сваривать. Для обеспечения высокой прочности конечной конструкции, придется применять нестандартные методы варения швов. Благо, в 2020 году решение данного вопроса не есть проблемой.

Теперь давайте рассмотрим полную квалификацию швеллеров по различным изначальным параметрам. Данные представлены в табличном виде.

Параметр Категория
По типу изготовления Горячекатаный
Специальный
Гнутый равнополочный
Гнутый неравнополочный
По назначению Обычные с широкой областью применения
Специальные для автомобилестроения
Специальные по вагоностроению
По точности «А» – высокий уровень
«Б» – повышенный уровень
«В» – обычный уровень
По форме «У» – имеется уклон по внутренней грани
«Э» – эконом модель с параллельными краями
«П» – параллельные грани
«Л» – параллельные грани + основа из легких металлов
«С» – специализированный швеллер

Имеются и нестандартные типы швеллеров + таковые, что разработаны под индивидуальный заказ. ГОСТы содержат сортаменты, где отображены типизированные размеры для всех категорий швеллеров – высота по профилю, какова толщина у перемычки, длина полочек и материалы справочного типа осей, по которым идут расчеты на будущие конструкции.

Описание ГОСТов, стоимости и технологических особенностей изготовления швеллера горячекатаного:

Объяснение, что такое швеллер в строительстве + алгоритм расчета нагрузки

Алгоритм просчета давления на швеллер:

  1. Выяснить 100% давление, что действует на балку.
  2. Перемножаем полученное значение с нормативным коэффициентом надежности.
  3. Множим полученное значение на шаг швеллеров.
  4. Рассчитываем пиковый момент изгиба.
  5. Вычисляем необходимый момент сопротивления балки через момент сопротивления, помноженный на коэффициент по условиях работы и деленный на значение деформации пластического типа.

Вся требуемая информация берется из маркировки и ГОСТа по швеллеру. Расчеты можно проводить как вручную, так и посредством онлайн-калькуляторов. Второй способ для рядовых граждан, желающих выбрать швеллер для бытовых нужд, в приоритете.

Классификация швеллеров по виду нагрузки

Вид Схема Особенности
А Равномерное распределение нагрузки. Конструкционные особенности – балки с заделками. Производство происходит посредством сварки. Примером таких конструкций служат козырьки подъездов и тому подобное.
Б Однопролетные балки с равномерной нагрузкой. Прием используется при перекрытии площадей между этажами.
С Балки с упором на шарнире. Распределение нагрузки происходит благодаря двум опорам с консолью. В строительстве используются при выведении балконных конструкций за пределы наружной стены.
D Перемычки с парным упором балок. Сила распределяется между двумя точками.
E Однопролетные балки, с шарнирным упором. Сосредоточенность силы идет только на одну точку.
F Балки консольного типа с одной сосредоточенной силой.

Теперь коснемся классификации швеллеров в строительстве по размерам. Наибольшим спросом пользуются элементы с номерными знаками от 7 до 21. Параметры геометрии относятся к «П» категории и «У» серии для всех размеров. Отличительные черты состоят в радиусах закругления и углах по наклону полок.

Какие швеллеры самые востребованные:

  • Ш-8. Используется строителями для укрепления конструкций внутри помещений. Широко распространен в быту и легком производстве. Благодаря основе из углеродистой стали полуспокойного/спокойного типа, элементы обеспечиваются прекрасными показателями свариваемости;
  • Ш-10. Применим в промышленности, а именно автомобиле- или станкостроение. Мостовые конструкции, стены и несущие опоры в производственных сооружениях также не обходятся без швеллера-10;
  • Ш-12. Похож на Ш-8, но благодаря увеличенным показателям прочности, его использование дает возможность получать крепкие остовы, без использования тяжелых несущих элементов;
  • Ш-14. Применим при армировании несущих деталей, обеспечивая повышенные значения прочности конструкции в целом. Имеет один из наибольших уровней спроса среди рассматриваемых типов швеллеров;
  • Ш-20. Назначение – несущие элементы для конструкций с высокими статическими/динамическими нагрузками. Используется в возведении мостов, перекрытиях многоэтажных домов, и прочих кровельных прогонах.

В строительстве встречаются и нестандартные виды швеллеров – тот же перфорированный, позволяет скреплять детали без использования сварки. Такой подход сильно экономит временные затраты на монтаж, что важно при сооружении временных конструкций – строительные леса или те же складские полки.

Косвенным применением швеллеров можно считать защиту проводов с высоким напряжением, или использования элементов в качестве направляющих грузоподъёмных устройств. Пандусы также можно конструировать на основании швеллера, что делает строительный объект незаменимым в решении массы строительных вопросов.

Из всего вышесказанного, понять, что такое швеллер, очень просто. Помимо основной задачи – укрепление конструкций, элемент широко применим в промышленном строительстве и повседневном быту, связанным с мелкими соорудительными задачами. Если у вас возникнет необходимость что-то быстро соорудить + не потерять в прочности, без швеллера в данной конструкции будет не обойтись на 100%.

Швеллер: преимущества, классификация, производство и применение

Автор: ssopromat · Опубликовано 12.03.2018 · Обновлено 12.03.2018

Швеллер – это металлический профиль с сечением в форме литеры П. Обе полки находятся на одной и той же стороне, что придает необходимую жесткость и прочность данному металлоизделию. Эта форма обеспечивает небольшой вес и металлоемкость, что позволяет удешевить возводимые сооружения. Практически любое готовое изделие в реалиях современной промышленности не обходится без применения, такого металлического элемента, как швеллер.

Преимущества и классификация

Швеллер обладает неоспоримыми достоинствами, которые выводят его на первый план в строительном сортаменте после арматуры, это:
• высокие показатели к разнонаправленным видам нагрузок – осевой, изгибающей, на разрыв, на сжатие, ударной, боковой;
• хорошие показатели свариваемости;
• универсальность применения;
• возможность создания из него металлоконструкций без применения сварки, полностью разборных, его можно сложить как конструктор;
• легкость конструкций;
• невысокие показатели металлоемкости;
• смещение центра тяжести в сторону торцов полок;
• отличные эксплуатационные свойства.
Все варианты, в соответствии с определенным типом характеристик представлены в форме таблицы.

Тип классификатора Виды
Вид проката гнутый (холоднодеформированный)
горячекатаный
Точность прокатки высокой (А)
обычной (В)
Длина полки равнополочный
неравнополочный
В соответствии с положением полок, обозначение отдельными литерами экономичный – Э
легкая серия с параллельными гранями – Л
специальный, с полками, имеющими наклонные внутренние грани – С
с уклоном полок – У (не более 10%)
с параллельными гранями полок – П
Длина швеллера мерная
кратная мерной
немерная

Производство, описание особенностей

Выпускается швеллер из металлической заготовки методом горячей прокатки на станах. Для производства квадрата обычно применяют два вида стали: углеродистую и конструкционную. Все нормативно-технические параметры и характеристики регламентируются ГОСТами, основные указаны в ниже представленной таблице.

ГОСТ Описание
8240-97 Это общий стандарт на стальной горячекатаный профиль.
19425-74 Определяет параметры стального специального швеллера, сталь 18С, 20С – для автопрома.
8278-83 Стальной равнополочный
8281-80 Стальной неравнополочный
5267.1-90 Применяют для изготовления вагонов, марки стали 8В, 18В, 14В.
380-2005; 535-2005 Для марки стали – углеродистая обыкновенного качества.
19281-89 Сталь повышенной прочности.
5521-86 Для судостроения.
6713-91 Низколегированные марки для мостостроения.

Чаще всего в строительстве используют марки стали 3 СП/ПС и 09Г2С. Различаются марки своими прочностными характеристиками, что определяется их химическим составом, то есть количеством углерода и марганца. Чем больше в химической формуле углерода и легирующих элементов (хром, бор, титан, ванадий, никель), тем более прочное и менее пластичное изделие выходит после проката. Нержавеющие марки стали используют гораздо реже и в специализированных проектах.

Профиль, который производится из алюминия, обладает существенными плюсами, такими как: стойкость к агрессивной окружающей среде, независимость от неправильного ухода, большая легкость.

Гнутые швеллера производят на профилегибочных станах из рулонной горячекатаной или холоднокатаной стали. Разновидности длин идентичны равнополочным.

Использование в промышленности

Данное изделие обладает параметрами, которые нашли широкое применение в ряде отраслей, таких как:
• Строительство – для сложного армирования железобетонных конструкций, несущих деталей, укрепления стен, окон, лестничных пролетов, изготовления перекрытий, усиления бетона вместо арматуры.
• Машиностроение – здесь применяют алюминиевый профиль для возведения каркаса автомобиля.
• Дизайнерские решения – офисные и квартирные перегородки, витрины, стеллажи, конструкции для украшения интерьера помещения (мелкие алюминиевые швеллера).
• Фасадные работы – стоки для воды, реставрация, в качестве элементов кровли, создания балкона, лоджии, пандусов, различных подставок, стоек или чердачных работ.
• Вагоностроительная, судостроительная и станкостроительная сферы – в форме рам, каркасов, коробов для коммуникаций.
• Для мостовых конструкций – в качестве усиления, опорных компонентов.
• Для системы водоснабжения – при прокладке труб.
• Для сезонных разборных сооружений – теплиц, временных складов, построек.

Применение в качестве балки

На использовании профиля в формате балки стоит остановиться подробнее. Для экономии его применяют при сооружении балок для перекрытий уже на месте строительного объекта, особенно для быстровозводимых зданий, не испытывающих слишком серьезных нагрузок. Но перед этим нужно учесть два нюанса при сваривании и создании балочной конструкции – усилия от нагрузок на изгиб сосредоточены в полках и центр изгиба не совпадает с плоскостью нагрузки на балку.
Профиль, в отличие от балки необходимо крайне жестко закреплять в пространстве возводимой конструкции, так как он может опрокинуться, опрокинув все сооружение, когда достигнет критического крутящего момента.
Предлагается ряд технологических решений для сооружения перемычек, уменьшающих возможность опрокидывания, это:
1. Спаренный профиль – это когда два швеллера соединены одним сварочным сочленением свободными гранями полок, сверху приваривают дополнительный металл, в виде пластин, такая конструкция прочная и жесткая. При этом нужно отметить, что затраты увеличиваются.
2. Дополнительные ребра жесткости – между полками приваривают пластины прямоугольной формы, которые увеличивают в разы пространственную стойкость компонентов любой конструкции.
3. Обкладка профиля кирпичной кладкой либо бетонирование внутри . Таким образом, обеспечивается должная поддержка перекрытий и жесткость.

Способ фиксации выбирается строго исходя из конкретного проекта (бюджет, необходимый запас надежности), и подбирается строго индивидуально еще на этапе проектирования.

Перед началом сварочных работ необходимо обязательно свериться с ГОСТом, чтобы учесть все возможные параметры. Для сварки наиболее ответственных узлов используют электроды УОНИ, они позволяют создать более качественный шов. Нужно учесть, что на границе сварки металл на 10–20% теряет свою прочность.

Перед сваркой профиль зачищается от загрязнений и ржавчины. Важно соблюдать температурный режим – до 40 градусов мороза. Между деталями нужно оставить промежуток в 3 мм, чтобы потом не пришлось зачищать шов болгаркой, а это значит потерять в прочности конструкции.

Основные производители и цены на рынке России.

Цены зависят от производителя, региона и размера. По доступной стоимости и в широком сортаменте данный прокат производят на территории Российской Федерации: Объединенное предприятие Евраз, в лице его комбината – НТМК, Азовсталь, Гурьевский металлургический завод, Магнитогорский металлургический комбинат, Чусовской металлургический завод.

Стоимость за 1 погонный метр мелких профилей до 10 швеллера равна около 400 рублей. Средний – до 1 180 росс. руб., стоимость же крупных размеров от 22 до 40 может доходить до 6 тысяч.

Учитывая все вышеописанные характеристики, параметры и достоинства этого фасонного изделия, можно сделать вывод, что его не может, при проведении широкого перечня работ, полноценно заменить не одно другое металлоизделие. А швеллер способен заменить двутавровую балку и профильную трубу, при этом удешевляя возводимое сооружение, что делает его универсальным и удобным для проведения практических любых конструкционных работ.

Предназначение и области применения швеллера

Швеллер – элемент металлопроката, который имеет П-образное сечение. Изделие широко применяется, имеет существенные преимущества и зарекомендовало себя как надежный компонент разных конструкций.

Швеллер – один из распространенных вариантов профиля металлопроката.

Общее понятие швеллера

Профиль состоит из 2 полок, расположенных с одной стороны, и стенки.

Предназначение

Швеллер применяется для обеспечения сооружениям жесткости, устойчивости, т.е. выступает опорной конструкцией. Изделие хорошо работает на изгиб и выдерживает постоянные нагрузки, приложенные к осям. Прокат позволяет увеличить несущую способность сооружения или конструкции. Колонны, кровельные прогоны предполагают наличие такой составляющей. Прочностные характеристики элемента позволяют воспринимать существенные вибрационные и быстро изменяющиеся во времени нагрузки. Поэтому он часто эксплуатируется как рельсы для производственных кранов.

Области применения

Сфера применения элемента обширная. Без него не обходится ни строительство, ни машиностроение. Профиль применяют при возведении промышленных зданий, прокладке инженерных сетей и коммуникаций. Встречается в горизонтальных несущих ограждающих конструкциях, в пандусах.

Машиностроение не обходится без швеллеров.

Кроме того, швеллер применяется при возведении мостовых сооружений, реконструкциях зданий. Элемент используется в качестве арматурных стержней для усиления бетона. Производство перил, лестниц, мебели или декоративных изделий также не обходится без этого профиля. Создание вагонов, судов или машин тоже предполагает его использование.

Для простых людей можно привести следующий пример применения: на даче или в частном доме для сооружения лестниц или чердачных перекрытий, для теплиц или парников.

Возможность создавать конструкции без сварки делает профиль незаменимым при строительстве временных сооружений и складов.

Преимущества использования

Прокат имеет перечень преимуществ, которые обуславливают его частое использование:

  1. Небольшой вес. Это делает возможным создание облегченных конструкций.
  2. Устойчивость к нагрузкам. Прокат хорошо воспринимает разного вида напряжение (осевое, на изгиб, на сжатие и т.д.).
  3. Швеллер хорошо поддается механической обработке и обладает отличной свариваемостью.
  4. Имеет длительный срок эксплуатации.
  5. Устойчивость к коррозии, другим отрицательным факторам.
  6. Выпускается нескольких видов, что обеспечивает универсальность применения.
  7. Делает возможным создание конструкций без сварочных работ.
  8. Низкие показатели металлоемкости.

Особенности производства

Профиль изготавливается согласно ГОСТ. Для производства применяют разные виды металла, чаще всего – стали. Заготовку в виде прямоугольника раскаляют до нужной температуры, потом загоняют на специальное прокатное оборудование. Материал обжимают специальными вращающимися валками. Среднюю часть изделия выполняют в виде буквы М, затем ее выравнивают, полученную конструкцию подгоняют под установленные типоразмеры. В процессе изготовления заготовку уменьшают до установленных габаритов.

Для производства швеллеров применяют сталь.

Главные технические характеристики

Основными характеристиками швеллера являются:

  • размеры;
  • масса;
  • плотность;
  • площадь поперечного сечения;
  • оси.

Эти значения установлены ГОСТ и занесены в специальный документ – сортамент прокатной стали.

Основные виды: классификация

Профили изготавливают нескольких видов, исходя из этого существует классификация по 3 направлениям: способу производства, форме, материалу.

По способу изготовления

Различают 2 вида продукта по способу производства:

  • гнутый;
  • горячекатаный.

Гнутый швеллер производится на специальных станках.

Гнутый элемент производится по технологии холодного катания на специальных профилегибочных станках. Преимущества:

  1. Процесс производства более механизированный, что позволяет сократить время изготовления, сделать любую форму.
  2. Гнутый швеллер меньше весит, что обеспечивает применение в облегченных конструкциях.
  3. Низкая масса изделия сокращает время на монтаж.
  4. Гнутый профиль лучше ведет себя при сварке.

Горячекатаное изделие производится путем обработки заготовки на специальных станах под воздействием высокой температуры. Преимущества:

  1. Прочность.
  2. Невосприимчивость к коррозии.
  3. Хорошая сопротивляемость нагрузкам, деформациям.
  4. Четкость формы.

По форме

По внешнему виду различают швеллеры:

  1. П – полки и грани параллельны друг другу.
  2. Э – экономичный, изделие имеет меньшую толщину.
  3. У – по внутренним граням полок создается уклон.
  4. Л – облегченный, толщина стенки еще меньше, чем у серии Э.

Швеллеры различают по внешнему виду.

Благодаря внешнему виду элемент характеризуется высокими жесткостными и прочностными свойствами. Габариты профиля с параллельными полками бывают:

  • высота – 5–40 см;
  • ширина – 32–115 мм.

Если полки выполнены с уклоном, то величины аналогичные. Длина варьируется в пределах 4–12 м. Уклон граней составляет 4–10%. На заказ может быть выполнено изделие с разными полками.

Существуют также категории точности изготовления профилей:

  • А – высокоточная;
  • Б – повышенная;
  • В – обычная.

Они регламентируют допустимый перекос полок.

По материалу

Швеллеры могут быть изготовлены из разных видов стали:

  • углеродистой;
  • низколегированной;
  • высоколегированной (термоустойчивой, нержавеющей и т.д.).

Швеллеры имеют разные прочностные характеристики.

Чаще всего применяется марки стали 09Г2С и 3 СП/ПС, которые различаются своими прочностными характеристиками, зависящими от состава металла. Чем больше в нем углерода, хрома, никеля и т.д., тем прочнее получается изделие на выходе. В отдельную категорию вынесен швеллер из алюминия. Этот материал облегчает конструкцию, делает ее невосприимчивой к коррозии. Алюминиевый элемент можно применять там, где не предполагаются высокие нагрузки.

Маркировки швеллера

Для облегчения выбора изделия из сортамента придуманы специальные обозначения, состоящие из букв и цифр. Маркировки регламентированы ГОСТ.

Например, горячекатаный швеллер 20П:

  1. Цифра обозначает размер от верхней до нижней полки в см.
  2. Буква говорит о том, что продукт с параллельными полками.

Остальные характеристики, например массу и толщину стенки, находят в специальных таблицах. Гнутые профили маркируют габаритами в мм, например 25х26х2.

Изделия с цифровыми значениями 5–10 применяют вместо уголков. Например, когда надо состыковать балки, у которых поперечным сечением является квадрат.

10,12, и 14 применяют в индивидуальном жилищном строительстве, реже – при возведении мостов. Прокаты с высотой 20 и выше нужны при сооружении зданий, в которых будут существенные нагрузки, например промышленных комплексов и т.д. Для мостов с железной дорогой используют профиль 40.

Маркировка швеллера облегчает выбора изделия.

Иногда производят специальные элементы, габариты которых не установлены ГОСТ, для них есть отдельная маркировка – С.

Критерии выбора: на что обратить внимание

Подбор швеллера осуществляется на базе специальных расчетов. После получения необходимой площади поперечного сечения из сортамента выбирают изделие, характеристики которого ближе всего к вычисленным значениям. Разница не должна составлять более 5%. Лучше вносить в спецификацию ту маркировку, которая является меньшей.

Кроме того, учитывают такие параметры:

  • радиусы инерции;
  • угловые характеристики;
  • масса 1 метра изделия;
  • осевые моменты инерции, сопротивления.

Эти характеристики присутствуют в расчетах. Выбор швеллера также определяется назначением. Если он будет применяться в качестве балки, то предусматривается наличие ребер жесткости.

Популярные производители и приблизительная стоимость

Компаний, которые занимаются производством этого прокатного изделия, на российском рынке около 100. Самыми крупными среди них являются:

  • ЕВРАЗ НТМК (“Производственное предприятие ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат”);
  • “Магнитогорский металлургический комбинат”;
  • “Гурьевский металлургический завод”;
  • “Кулебакский металлургический завод”.

Точная стоимость зависит от габаритов, субъекта РФ, изготовителя. Примерная цена погонного метра швеллера маленького размера (до 10 см) составляет 500–1000 руб. Среднее изделие будет стоить около 1500 руб. за пог.м. Цена на профили 22 см и выше начинается от 2500 руб., а может доходить до 10000 руб. за пог.м.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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