Что такое швеллер и зачем он нужен

В качестве опорных конструкций в строительстве нередко используют не бетонные кирпичные сооружения, а металлопрофиль. Швеллер – один из вариантов такого металлопроката. Производится он из стали разных марок и применяется в самых разных областях.

Общее описание и назначение швеллеров

Швеллер – вид фасонного металлопроката. В сечении элемент имеет П-образную конфигурацию и состоит из стенки с двумя полками. Грани перпендикулярны стенке, хотя есть и модели, в которых полки с внутренней стороны наклонены. Такая конструкция по устойчивости к вертикальному давлению уступает только двутавру.

Поскольку нагрузка в опорных конструкциях часто распределяется неравномерно, выпускают П-образный профиль с полками разной ширины. Это позволяет компенсировать перегрузку и обеспечивает долговечность опоры.

Сортамент П-образных профилей отличается высокой жесткостью.

Конструкция, выполненная из швеллеров по ГОСТ, не имеет слабых мест. Разрушить ее очень сложно.

ГОСТы

Вес, размеры, конфигурация профиля регламентируется ГОСТ. Поскольку выпускаются изделия для разных отраслей промышленности, для изготовления каждого вида разработан собственный стандарт.

1. ГОСТ 8240-97 описывает сортамент швеллеров горячекатаных, как общего значения – для строительства и усиления перекрытий и стен, так и специального.
2. Профиль, получаемый для автомобильного производства, регламентируется ГОСТ 19425-74.
3. Изделия для вагоностроения описывает ГОСТ 5267.0-90 и 5267.1-90.
4. Каждый из стандартов описывает не только классический вид швеллера – равнополочный и с параллельными полками, но и широкополочный, гнутый, с разными классами точности – ГОСТ 8278-83Б ГОСТ 8281-80, ГОСТ 5422-73.

П-образный профиль выполняют как из горячекатаной, так и холоднокатаной стали. Материал для балок тоже должен соответствовать ГОСТу.

Характеристики

При выборе балки для строительства необходимо учитывать следующие параметры:

• Конфигурация – равнополочный, с разной шириной полки, с уклоном или без.
• Размеры и вес швеллера – от этих показателей зависит, какую нагрузку сможет выдержать будущая конструкция.
• Класс точности – выпускают изделия высотой точности – категория «А», повышенной – «Б», и обычной – «В». В строительстве применяют модели обычного класса. Для ответственных работ требуется профиль повышенной точности, с минимальным допуском погрешности.

Марка стали – стандартная характеристика и регламентируется ГОСТ. Поэтому этот параметр можно отдельно не рассматривать.

Классификация изделий и область применения

На характеристики металлопроката очень заметно влияет способ изготовления и конфигурация изделия. По этому признаку изделия делят на горячекатаные, специальные и гнутые. Первый и последний вариант являются универсальными и применяются во всех сферах строительства. Специальные чаще всего предназначены для вагоностроения.

Обычный горячекатаный

Популярный тип фасонного профиля. Применяется для армирования и придания жесткости каркасов и других несущих конструкций.

Изготавливается деталь по технологии горячей прокатки. Заготовка из стали раскаляется и прокатывается через прокатный стан, где ей придают П-образную форму. Вес швеллера выше чем у гнутого, например, точность форм ниже. Толстые блоки такого типа довольно сложно соединять, однако благодаря толщине и конфигурации такие конструкции выдерживают высокую нагрузку. При этом материалоемкость профиля ниже цельной штанги. Для изготовления используют легированную сталь. Это означает, что при сваривании швеллеров не нужно соблюдать дополнительные ограничения.

Выпускают несколько видов горячекатаного профиля – 5 серий.

1. Серия П – модель с параллельным положением полочек. Самый популярный вариант. Выпускается длиной от 2 от 12 м, однако по заказу поставляют балки любой мерной и немерной длины. Изделия с параллельными гранями наиболее массивны. Масса 1 погонного метра колеблется от 4,84 до 48,28 кг.
2. Серия У – в этом профиле полки расположены параллельно друг другу, если оценивать внешние стороны детали. Однако внутри полки имеют уклон за счет разной толщины края и места соединения со стенкой. Уклон плавный, имеет определенный радиус закругления, который регламентируется ГОСТом. Он составляет от 6 до 15 мм. При этом масса швеллера с полочками под уклон совпадает с аналогом из серии П при условии одинаковой толщины стенки и размеров. Уклон невелик: максимальная величина достигает 10%.
3. Серия Э – экономичная. Получила такое название за счет меньшей материалоемкости. Достигается это за счет закругления параллельных полочек без уменьшения толщины. Но при этих размерах самый легкий швеллер серии П весит 4,84 кг, а серии Э – 4,79 кг. При использовании металлопроката в строительных работах эта разница оборачивается большой экономией.
4. Серия Л – легкий. Вариант с параллельными закругленными полочками и уменьшенной толщиной стенки и полок. Сортамент легкой модели представлен всего 9 вариантами. По сравнению с сериями П или У такие элементы выдерживают меньшую нагрузку.
5. Серия С – узкоспециализированный. Его габариты соответствуют отраслевым запросам и более специфичны. Сюда относят, например, вариант, предназначенный для вагоностроения. У такого профиля верхняя полка отогнута и по ширине отличается от другой на 6–10%.

Валера

Голос строительного гуру

Задать вопрос

Основная сфера применения горячекатаного швеллера – строительство. Используется он для возведения каркасов зданий, усиления конструкций, при кладке трубопроводов. Так как П-образная балка очень устойчива к вибрации, ее активно используют в станкостроении. Востребован металлопрокат и при конструировании автомобилей и тяжелой техники.

Гнутый

Гнутый швеллер или «правильный» получил название не из-за формы, а благодаря технологии изготовления. По конфигурации он несколько отличается от обычного. Параллельные грани скруглены не только изнутри, но и снаружи.

Для такого элемента берут рулонную холоднокатаную или горячекатаную сталь – обычную, углеродистую конструкционную и низколегированную. Характеристики получаемого профиля зависят от показателей сырья. Наиболее прочные и точные по размерам швеллеры получают из холоднокатаной углеродистой стали.

Производят швеллеры на профилегибочных станках. Полосу стали подают на стан, где ей в холодном виде придают П-образную форму.

Гнутый профиль по прочности уступает горячекатаному. В то же время он заметно превосходит его в стойкости к деформациям и используется для усиления конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам на растяжение и сжатие.

Различают 4 вида гнутого профиля:

• В – грани полок наклонены внутрь;
• П – полки точно параллельны друг другу;
• Л – легкий швеллер с более тонкой стенкой и параллельными гранями;
• С – специальная балка.

Гнутый швеллер выпускают как по ГОСТ, так и в соответствии с технической спецификацией. Размеры швеллера могут быть далеки от стандарта.

Равнополочный – вариант, в котором ширина полочек одинакова. Регламентируется ГОСТом 8278-83. Изготавливается из стали разных сортов. Длина гнутого профиля с равными гранями достигает от 3 до 11,8 м. Допускается выпуск немерной и кратной мерной длины.

Гнутый стальной профиль выпускается обычной, высокой и повышенной точности. Требования к классу здесь выше. Отклонения для повышенной точности при высоте полки до 15 см составляет всего 1,5 мм.

Неравнополочный – регламентируется ГОСТ/ 82821-80. Чаще всего производится из кипящей углеродистой стали, поскольку она обеспечивает сопротивление к разрыву более 460 единиц. Однако швеллер можно изготавливать и из легированной стали, если она обладает такими же показателями.

Диапазон длин у неравнополочных вариантов такой же, как у равнополочных. Различают их по расстоянию между полками, так называемому шагу.

Сортамент швеллера

Несмотря на разницу в конфигурации П-образный профиль используется в сходных работах и зачастую имеет очень близкие параметры. Размеры швеллера, например, серии П или У практически совпадают. Толщина стенок в серии Л меньше, так же, как и вес изделия.

Размеры горячекатаных швеллеров:

Условные обозначения и примечания:

Размеры гнутых швеллеров:

Маркировка и расшифровка

Металлопрокат имеет буквенно-цифровое обозначение, отражающее размеры изделия, тип используемой стали, серию.

Маркировка начинается со слова «Швеллер», обозначающего вид металлопрофиля, затем указывается:

• первая цифра – обозначает высоту стенки в см;
• следующая буква обозначает серию – П, У, Л;
• через дефис ставят класс точности: В – обычная, Б – повышенная;
• между первым числом и буквой может размещаться маленькая буква «а» – она указывает на то, что здесь увеличена ширина и толщина грани;
• ГОСТ, регламентирующий продукцию этого типа.

Гнутый профиль маркируется иначе:

• первыми указываются размеры – высота стенки, ширина грани и толщина для равнополочного швеллера, и высота стенки, толщина и ширина каждой полочки для неравнополочного;
• вторая буква обозначает класс точности: А – высокая, Б- повышенная, В – обычная;
• указывается соответствующей продукции ГОСТ;
• после знака дроби приводится марка стали, из который изготовлен швеллер, и ГОСТ, регламентирующий ее характеристики.