Что такое швеллер? Это продукт металлопроката, имеющий П-образную форму. Конструкция состоит из поперечной балки и двух параллельно расположенных граней, которые могу иметь небольшой угол. Готовые изделия производятся из углеродистой низколегированной стали, по технологии горячего проката. Благодаря своей конструкции, швеллеры обладают повышенной устойчивостью к динамическим нагрузкам, поэтому широко применяются в капитальном строительстве.
Классификация
Разновидности швеллера зависят от нескольких критериев. В частности, продукция подразделяется на такие группы:
По технологии изготовления. В этом направлении выделяются две категории: гнутые и горячего проката. Отличия между изделиями заключаются в следующем: горячекатаные швеллеры имеют прямой или острый угол между поперечной балкой и вертикальными гранями, гнутые – имеют изгиб округлой формы. К этой категории можно выделить сварные конструкции, выполненные из двух сваренных уголков и H-образные, получившие название двутаврового швеллера.
Точность проката. Здесь существуют три группы: А, Б, В, обозначающие высокую, повышенную и обычную точность соответственно.
Прочность. Этот критерий определяет устойчивость изделия к динамическим нагрузкам. В частности, на рынке имеются изделия обычной и повышенной прочности.
Кроме этого, швеллеры разделяются на размерные группы, где определяющими критериями являются длина и ширина изделия.
Маркировка по нормам ГОСТ
Если говорить о стандартизации ГОСТ, швеллеры маркируются буквенными и цифровыми обозначениями. Числовая маркировка указывает на расстояние между параллельными гранями, выраженное в сантиметрах. Литеры определяют дополнительные свойства изделия. Например:
П – параллельное расположение внешних граней.
У – полки расположены под уклоном.
Л – облегчённая конструкция.
Э – швеллеры экономичной категории.
С – специальная продукция.
Например, маркировка швеллера 18АП обозначает следующее: высокоточное прокатное изделие, имеющее расстояние 18 сантиметров между полками, которые расположены под прямым углом.
Сфера применения
Как упоминалось ранее, швеллеры применяются в капитальном строительстве. Основное предназначение изделий – усиление бетонных конструкций, что существенно увеличивает прочность и долговечность конструкции. Кроме этого, швеллеры применяют для армирования линий электропередач, мостов, производственных зданий и сооружений.
Стоит отметить, что в продаже имеются перфорированные изделия. Здесь предусмотрены специальные отверстия, предназначенные для быстрого монтажа без использования электросварки. Кроме этого, между полками могут располагаться трубы для быстрой подводки инженерных коммуникаций и кабельных линий.
Существуют швеллеры, изготовленные из алюминиевого сплава, применяемые для возведения облегчённых конструкций. В частности, внутренних перегородок внутренних помещений, стеллажей, витрин.
Таблицы размеров
Размерный ряд швеллеров довольно разнообразен и не зависит от технологии изготовления или производителя. Здесь применяются стандартные типоразмеры, которые выглядят так:
Высота изделия. Это расстояние между параллельно расположенными полками, измеряемое в миллиметрах. Данный параметр варьируется в пределах 50-400 мм.
Ширина полки. Это расстояние от внешнего угла швеллера до кончика параллельных граней. Здесь играют размеры 32-115 мм.
Толщина поперечной балки. В зависимости от категории, этот параметр составляет 4.4-8 мм.
Толщина полок. В зависимости от маркировки изделия, толщина граней может составлять 7-13.5 мм.
Длина стандартного швеллера не превышает 12 метров. Стоит отметить, что на рынке встречается продукция, чья длина превышает это значение. Однако такая продукция в основном изготавливается под заказ.
Масса швеллера зависит от нескольких параметров. В частности, ключевую роль играют:
Толщина поперечной балки и параллельных полок.
Не нужно объяснять, что швеллер 12П изготовленный из стали и алюминиевого сплава будет относиться к разным весовым категориям при идентичных внешних характеристиках. Кроме этого, встречаются разнополочные изделия, где профиль подразумевает наличие боковых граней разной длины. Разумеется, рассчитать массу таких изделий можно, но это требует использования специальных формул.
Швеллеры, изготовленные по стандартным размерам, имеют вес от 4.8 до 48.3 килограмм. Согласно действующим нормам ГОСТ и европейским стандартам допускается отклонение 6.5% для каждого изделия, при условии, что разность в массе общей партии не будет превышать 4%.
Производители
Швеллеры являются довольно востребованной продукцией, поэтому изготавливаются отечественными и западными компаниями. Учитывая, что производители применяют идентичные технологии, рассматривать продукцию западных компаний не имеет смысла: при аналогичном качестве, изделия отличаются более высокой стоимостью.
Среди отечественных производителей, можно обратить внимание на продукцию таких предприятий:
ООО «Гурьевский металлургический завод». Компания расположена в Кемеровской области и по праву считается одним из старейших заводов Сибири. История предприятия началась в 1816 году, в настоящее время функционирует сталеплавильный цех, сорто – и шаропрокатная линии.
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Это легендарная «Магнитка» выдавшая первый металл в 1932 году. Сейчас компания является объединением из десятка сталелитейных предприятий. Нужно отметить, что ММК является лидером по производству металлопроката в российском регионе.
ОАО «Чусовской металлургический завод». Предприятие расположено на Урале, основано князем Голицыным в 1879 году. Сейчас завод специализируется на производстве горячекатаного швеллера и другой продукции металлопроката.
К основным предприятиям России можно отнести и «Верхнесалдинский металлургический завод». Компания специализируется на изготовлении уголков, стальных полос и швеллеров с острым углом полок по технологии горячего проката.
Такой распространенный элемент многих опорных конструкций, как швеллер, представляет собой профиль П-образного сечения, который может быть изготовлен из различных сортов стали, в том числе и нержавеющей. Различаться швеллеры могут не только по размеру (для определения каждого из которых используется специальная таблица), но и по технологии изготовления.
Разбираемся в сортаменте швеллеров
Швеллеры производятся по холоднокатаной и горячекатаной технологии. П-образные металлопрофили разных марок имеют различия и в конструктивном исполнении полок. Так, бывают швеллеры, внутренние грани полок которых параллельны между собой, а также изделия, полки которых с внутренней части выполнены с некоторым наклоном. Однако в каком бы варианте ни были выполнены полки, весь сортамент профилей с П-образным сечением отличает высокая жесткость, сочетающаяся с небольшим весом. Именно такие свойства позволяют успешно использовать швеллеры любых размеров для изготовления высоконагруженных конструкций строительного и любого другого назначения.
К основным преимуществам П-образных профилей можно отнести:
высокую прочность, обеспечивающую устойчивость к нагрузкам изгибающего характера;
способность успешно противостоять не только изгибу, но и нагрузкам разнонаправленного характера (разрыв, сжатие и др.);
высокую устойчивость к ударным нагрузкам, могущим привести к механическим повреждениям конструкции (металлический швеллер, который выполнен качественно и по ГОСТ, практически не имеет в своей конструкции слабых мест, способных вызвать его разрушение от различных нагрузок).
Параметры швеллера с уклоном внутренних граней полок
Маркировка
Если посмотреть на сортамент швеллеров, то можно увидеть, что он включает в себя металлопрофили с широким диапазоном размеров. В таком разнообразии предлагаемых вариантов очень сложно сделать выбор именно той марки швеллера, которая будет оптимально подходить для решения определенной задачи. Естественно, производители учли этот момент. Для обозначения своей продукции они используют маркировку, по которой можно составить достаточно полное представление о характеристиках и размерах П-образного профиля.
Параметры швеллера с параллельными гранями полок
Маркировка, соответствующая ГОСТ 8240-97, включает в себя как цифровые, так и буквенные обозначения. Цифра, стоящая первой в обозначении, является основной характеристикой, она соответствует размеру швеллера, то есть расстоянию между его полками. По букве в маркировке можно определить, к какому типу относится швеллер. Это могут быть изделия, у которых внутренние грани полок выполнены с уклоном или параллельны между собой («У» и «П» соответственно), металлопрофили экономичного («Э») или легкого («Л») типа, специального назначения («С»).
Если необходимо знать все остальные размеры швеллера определенной марки из сортамента, то для этого есть специальная таблица, в которой они и указаны. Выбор изделия определенной марки делают в зависимости от того, каким именно нагрузкам будет подвергаться конструкция, для изготовления которой его планируется использовать.
С наклонными гранями полок
Таблица размеров для швеллеров с наклонными внутренними гранями полок (нажмите, чтобы увеличить)
Пояснение касательно дополнительных параметров, указанных в таблице:
I — момент инерции;
W — момент сопротивления;
i — радиус инерции.
С параллельными гранями полок
Таблица размеров для швеллеров с параллельными гранями полок (нажмите, чтобы увеличить)
Экономичные с параллельными гранями полок
Таблица размеров для экономичных швеллеров с параллельными гранями полок (нажмите, чтобы увеличить)
Легкой серии с параллельными гранями полок
Таблица размеров для швеллеров легкой серии с параллельными гранями полок (нажмите, чтобы увеличить)
Специальные
Таблица размеров для специальных швеллеров (нажмите, чтобы увеличить)
Предельные отклонения параметров
Предельные отклонения параметров швеллера
Таблица предельного отклонения параметров швеллеров (нажмите, чтобы увеличить)
Теоретический вес
Таблица теоретического веса швеллера (нажмите, чтобы увеличить)
Некоторые особенности выбора
Сортамент швеллеров, конечно, значительно уступает в разнообразии сортаменту уголков, но это не мешает подбору изделия необходимых размеров и характеристик для решения конкретной конструкторской задачи. При выборе определенной марки из сортамента следует руководствоваться следующим правилом, которое актуально для изделий любого профиля: определившись с типом швеллера, соответствующего вашим требованиям, следует включить в спецификацию к чертежу ту марку, которая находится ближе к началу таблицы.
Сортамент, в котором различные типы швеллеров представлены в виде таблицы, позволяет определить не только их размеры, но и ряд других важных параметров:
вес погонного метра;
площадь поперечного сечения;
осевой момент инерции;
осевой момент сопротивления;
радиусы инерции.
Три последние параметра рассчитываются относительно центральной оси сечения швеллера.
Очень важно выбирать те марки швеллеров, механические характеристики которых не ниже расчетных более, чем на 5%. Если такое условие для выбранной марки изделия не выполняется, то лучше взять швеллер на один номер выше.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ШВЕЛЛЕРЫ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ
ГОСТ 8240-89 (СТ СЭВ 2210-80)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ШВЕЛЛЕРЫ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАНЫЕ
Hot-rolled steel channels. Rolling products
Дата введения 01.07.90
Настоящий стандарт устанавливает сортамент швеллеров с уклоном внутренних граней полок и швеллеры с параллельными гранями полок.
1. Поперечное сечение швеллеров должно соответствовать указанному на черт. 1 и 2.
2. Номинальные размеры швеллеров, площадь поперечного сечения, масса 1 м и справочные значения для осей должны соответствовать приведенным в табл. 1 и 2.
3. По точности прокатки швеллеры изготовляют:
повышенной точности – Б;
обычной точности – В.
4. Предельные отклонения по размерам и форме швеллеров (черт. 1 – 3) должны соответствовать приведенным в табл. 3.
b – ширина полки;
s – толщина стенки;
R – радиус кривизны;
r – радиус закругления полки;
z 0 – расстояние от оси Y – Y до наружной грани стенки.
Примечание . Уклон внутренних граней полок должен быть 4 – 10 %.
Δ – перекос полки; f – прогиб стенки
Швеллеры с уклоном внутренних граней полок
Площадь поперечного сечения, см 2
Справочные значения для осей
Швеллеры с параллельными гранями полок
Площадь поперечного сечения, см 2
Справочные значения для осей
Примечания к табл. 1 и 2: 1. Площадь поперечного сечения и масса 1 м швеллера вычислены по номинальным размерам; плотность стали принята равной 7,85 г/см 3
2. Значения радиусов закругления, уклона внутренних полок, толщины полок, указанные на черт. 1 и 2 ив табл. 1 и 2, на профиле не контролируются и приведены для построения калибров.
3. В таблицах используют обозначения: I – момент инерции; W – момент сопротивления; i – радиус инерции; s – статический момент полусечения.
Параметр швеллера, показатель качества
Предельные отклонения при точности прокатки
толщина полки t *
Перекос полки D при ширине полки b
Не более 0,0125 b
Не более 0.025 b
Прогиб стенки f
Не более 0,2 % длины
Не более 0,2 % длины
К допуску +40 прибавлять по 5 мм на каждый метр длины св. 8 м
* Плюсовые отклонения ограничиваются предельными отклонениями по массе.
5. Притупление наружных углов швеллеров повышенной точности до № 20 не должно превышать 2,2 мм, свыше 20 – 3 мм;
для швеллеров обычной точности – не контролируется.
6. Швеллеры изготовляют длиной от 4 до 12 м:
кратной мерной длины;
По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовление швеллеров длиной свыше 12 м.
7. Отклонения по массе 1 м швеллера не должны превышать плюс 3, минус 5%.
По согласованию изготовителя с потребителем отклонение по массе без контроля толщины полок и стенки швеллера не должно превышать плюс 3, минус 3% для швеллеров до № 16 и плюс 2,5, минус 2,5% для швеллеров свыше 16.
8. Размеры и геометрическую форму швеллера контролируют на расстоянии не менее 500 мм от торца.
Высоту швеллера контролируют в плоскости его стенки.
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР, ГОССТРОЕМ СССР, Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций.
