Что такое металлический швеллер

Обновлено: 04.10.2024

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.

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:

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.

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.

Фасонный металлопрокат: швеллер

Швеллер — один из весьма распространенных и узнаваемых вариантов профиля металлопроката. Почему он так называется? Название его происходит от фамилии немецкого инженера, который впервые использовал его в строительстве.

Сечение швеллера — широкая буква “П”: состоит из двух “полок” и одной стенки. Швеллер, как и многие другие виды металлопроката специализирован в своем направлении: используется в основном в строительстве и машиностроении. Он востребован из-за сечения, которое позволяет нести высокие нагрузки, и с которым можно добиться плотного прилегания.

Какой бывает швеллер?

Швеллер классифицируют согласно следующим критериям:

Способ изготовления

Этот вариант производится при помощи прокатки заготовки при температуре ~1200 градусов по Цельсию.

Производится на трубных станах из рулонной стали различного качества и свойств.

Швеллер горячекатаный превосходит гнутый по прочностным характеристикам (при равной толщине стенки), поэтому чаще применяется именно он.

Форма

Швеллер горячекатаный (по ГОСТ 8240-97) подразделяется следующим образом:

С уклоном внутренних граней полок (маркируются литерой У).

Полки этого варианта имеют уклон с внутренней стороны, что позволяет лучше сопротивляться изгибающим деформациям. Такой швеллер на изгиб более жёсткий.

С параллельными гранями полок (маркируются литерой П).

Как можно понять из названия, полки этого проката параллельны друг другу.

Экономичный (маркируются литерой Э)
Лёгкой серии (маркируются литерой Л)

Последние два варианта применяются довольно редко.

Материал

Углеродистая сталь
Низколегированная сталь
По спецзаказу, высоколегированная (нержавеющая, термоустойчивая и т. д.) сталь.

Основной объем швеллера изготавливается из углеродистой стали. Швеллер из низколегированной стали встречается гораздо реже.

Марка швеллера

Начнем с разбора маркировки горячекатаного швеллера №20У. Маркировка проста: “20” в данном случае обозначает наружный габарит, то есть размер от одной полки до другой (размер измеряется по наружным граням полок) в сантиметрах. То есть, это 20 сантиметров. “У” — это швеллер с уклоном внутренних граней полок. Также на этом месте может быть литера “П” — с параллельными гранями полок; “Э” — экономичные; и “Л” — легкой серии.

Маркировку швеллера гнутого также несложно прочитать. Например: швеллер гнутый 100х50х4. Так, как этот вариант производится из рулонной стали, то конечный продукт, как и заготовка для него, имеет одну и ту же толщину металла на всем протяжении сечения профиля. В данном случае это будет “4”. Величина указывается в миллиметрах. 100 в данном случае — размер “стенки”, а 50 — размер “полок”.

Для чего нужен швеллер?

Швеллер — весьма распространенный и востребованный вид металлопроката, и применяется часто и много. Поэтому, сферы его использования весьма обширны. Перечислим основные из них:

Строительство. Можно перечислить следующие примеры: армировка элементов конструкций, опорная функция в конструкциях, ниши для различных коммуникаций (получается полноценный канал, так как швеллер полый внутри).

Машиностроение. Опорные и фиксирующие детали (помним о плоской удобной “стенке”), крепежные детали, каркасы, оснастка для сборки-сварки изделий, и т. д.

Автомобилестроение. По аналогии с машиностроением.

Какой выбрать швеллер?

К этому вопросу стоит подойти комплексно — в зависимости от ваших задач. Если конструкция из швеллера будет нести ответственные нагрузки, стоит привлечь специалистов, произвести необходимые расчеты.

Если швеллер будет компонентом не ответственных конструкций, можно воспользоваться интернетом — поискать статьи на профильных форумах, реализованные проекты, похожие на ваш. Изучить отзывы тех, кто уже построил похожий проект, и повторить этот опыт, принимая всю полноту ответственности за самостоятельный выбор. Детали для проектов, и, соответственно, размер и сечение швеллера, будут уже рекомендованы.

Вес швеллера можно рассчитать по специальным стандартным таблицам.

Металлопрокат выпускается разнообразных конфигураций, и в каждой конкретной ситуации оптимально подойдет свой профиль, будь то швеллер, профильная труба, или любой другой профиль. В компании “Первая Металлобаза” в Санкт-Петербурге вы найдете большое разнообразие черного металла. Если в наличии нет того изделия, которое вам необходимо, мы сможем привезти его под заказ.

Сортамент швеллеров

Швеллер – востребованный вид металлопроката, который производят из разных сортов стали. Поперечное сечение изделия имеет форму буквы «П» и отличается высокими прочностными характеристиками. Сортамент швеллерной продукции включает несколько классификаций и разновидностей изделий из стали, которые стоит рассмотреть подробнее.

Типы по способу изготовления

Производство швеллерных элементов происходит с применением специального оборудования – установок, проводящих сгиб заготовок посредством температуры или усилий. По способу изготовления профиль делят на:

швеллер стальной горячекатаный;
швеллер стальной специального строения;
швеллер стальной гнутый с одинаковыми полками;
швеллер стальной гнутый неравнополочный.

Интересно, что второй вариант создан исключительно для использования в вагоностроении. Горячекатаные изделия применяют в основном для сооружения надежных конструкций, которым предстоит испытать внушительные нагрузки при эксплуатации. К особенностям материала, выпущенного по методике горячей прокатки, относят возможность установки элемента в следующих положениях:

горизонтальном;
вертикальном;
наклонном.

При этом фиксация швеллера может быть выполнена с помощью сварки или крепежных элементов. Отличием горячекатаного профиля является строгая форма, посредством которой удается организовать плотный контакт металла с ровными плоскостями. Гнутые профили производят на специальных станках, которые сгибают заготовку, формируя полки нужной длины и предусматривая уклон граней при необходимости. Такие элементы используют в основном в машиностроении и промышленности. Из гнутых швеллеров также собирают мебель, конструкции дорожной инфраструктуры или элементы кровли при использовании в частном строительстве.

Виды по расположению внутренних граней

По типу исполнения внутренних граней швеллеры делят на:

элементы с параллельным расположением полок;
изделия с уклоном внутренних граней полок.

Уклон внутренних граней повышает прочностные характеристики швеллера и расширяет сферу его применения. Такие изделия востребованы как в строительстве, так и в промышленной, сельскохозяйственных отраслях.

Обзор размеров

Изготовление швеллеров должно проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 8240. В нормативном документе подробно прописаны технологии изготовления, основные характеристики каждого сорта швеллерной продукции. Данные для наглядности собраны в специальные таблицы, которые и образуют сортамент профиля. Использование табличных данных позволит определить качество изделия путем соотнесения размеров выпущенных изделий с теми, что представлены в документе: 60х40х4, 32х16 – обычные примеры. Среднее отклонение от нормы, как уже было отмечено, не должно быть выше 3 мм. В идеале показатели должны полностью совпадать.

Высота профиля лежит в пределах от 50 до 400 мм, ширина полок составляет 32-115 мм в зависимости от сорта. Максимальная погрешность в размерах не должна превышать 3 мм, и это предусмотрено ГОСТом. В перечисленные промежутки входят следующие швеллеры: 16, 22У, 65, 6, 5П, 300, К225, 33П, 27У, 12, К347, П20, П14, 10, П12, К225У2, 36П. И это далеко не полный перечень. В редких случаях швеллеры изготавливают на заказ. Это единственный вариант увеличения отклонения от первоначальных размеров. Производство в данном случае подразумевает выпуск небольших партий, которые требуются для использования в конкретном проекте. Стоит отметить, что здесь меняются как характеристики готового изделия, так и его стоимость.

Основной показатель размера швеллера – это высота, обозначается буквой h и определяет расстояние между полками вдоль стенки. Высоту прописывают в сантиметрах в маркировке после главной буквы. Другие размерные характеристики, которые используются в ГОСТе:

b – демонстрирует ширину полок;
S- отвечает за толщину главной стенки;
R – показывает радиус закругления внутренних граней полок;
t – толщина полки;
r – общий радиус, демонстрирующий степень закругленности полок.

Нельзя оставить без внимания вес швеллера, который является одним из важных показателей при выборе изделия. Чтобы подсчитать нужное количество материала, необходимо вычислить, сколько приходится металла на 1 метр погонный готового изделия.

Маркировка и ее расшифровка

Швеллер – востребованный материал как в строительстве, так и в других сферах. Изделие используют для сборки прочных металлических конструкций и сооружения долговечных каркасов. Правильный выбор профиля в первую очередь требует знаний маркировки сортамента, которая регулируется ГОСТ 8240. Нормативный документ содержит информацию о разных типах швеллеров, отличить которые можно по специальным буквенным обозначениям в названии. Стандартные виды маркировок.

«П» – демонстрирует параллельность внутренних граней.
«У» – маркировка, означающая наличие небольшого уклона внутренних граней полок швеллера.
«Э» – сообщает об экономичной модели металлопроката, грани полок которого параллельны друг относительно друга.
«Л» – Особенность профиля в небольшом весе, достигнутом путем уменьшения толщины стенки и полок.
«С» – специальный вид швеллеров с полками, грани которых находятся под определенным углом.

Выделяют два подвида специальных швеллеров. В данной категории прокат дополнительно делят на обычный и утяжеленный. Последний обладает улучшенными прочностными характеристиками, но стоит дорого и весит много. Поэтому утяжеленный сортамент пользуется не самой высокой популярностью.

Рядом с буквой может стоять числовой показатель: К225, 33П, 27У, К347, П12, 36П, К225У2. Он указывает на высоту стенки, что является одним из важных критериев при выборе профиля. Стоит принять во внимание, что маркировка числовых значений выполняется в сантиметрах. В таблице ГОСТа высота марки представлена в миллиметрах. Например, высота стенки швеллера 14У составляет 14 см и 140 мм соответственно.

Согласно регламентированным в ГОСТах требованиям геометрические параметры прокатного профиля взаимосвязаны. Поэтому определить другие размеры швеллера среди многообразия номеров не составит труда, если отыскать маркировку или высоту стенки изделия.

О том, как подобрать швеллер по сортаменту, смотрите в следующем видео.

Особенности горячекатаных швеллеров и их виды

Горячекатаный швеллер относится к одному из видов стального проката, он изготавливается в технике горячей прокатки на специальном сортопрокатном стане. Его сечение имеет П-образную форму, благодаря чему изделие широко используется в самых разных сферах строительства и промышленности. Обо всех эксплуатационных характеристиках таких швеллеров и их отличиях от гнутых мы и поговорим в нашей статье.

Общее описание

Горячекатаный швеллер относится к одной из самых востребованных категорий стального металлопроката. Его можно назвать по-настоящему универсальным изделием, поскольку область его использования включает самые разные направления промышленности и строительства. Процесс производства строго регламентируется, наибольшее распространение получил ГОСТ 8240-89. В соответствии с этим нормативом швеллер может изготавливаться из стали различных марок и применяется при возведении металлоконструкций разных типов, включая несущие.

Способ изготовления подобного проката подсказан многовековым опытом. Достаточно просто вспомнить, как прежде работали кузнецы: сперва они хорошенько разогревали металлическую заготовку, а затем интенсивно обрабатывали её молотом. При изготовлении горячекатаного швеллера используется тот же принцип: раскаленная металлическая полоса подвергается прокатке через сортовой станок, где ей придается необходимая форма в виде русской буквы «П».

Швеллеры делают равнополочными, при этом полки могут быть параллельными или с уклоном. Уникальная форма стала основным достоинством горячекатаного швеллера и придаёт прокату свойства, востребованные в вагоно-, машиностроении, а также строительной сфере:

жесткость, благодаря чему изделие выдерживает самые интенсивные силовые воздействия;
стойкость к любым видам деформаций, включая нагрузки на разрыв и изгиб: это делает возможным использование горячекатаного продукта для сборки утяжеленных металлических конструкций, включая несущие;
стойкость к внешним механическим воздействиям: особенности горячей техники производства швеллера по ГОСТу полностью исключают малейший риск возникновения в их структуре слабых зон, в которых могут возникнуть разрушения материала в случае удара.

Ещё одним преимуществом любого горячекатаного стального проката является стойкость к окислению и коррозии. Данная особенность выгодно отличает прокат, полученный в результате горячей прокатки от изделий, сделанных из чугуна. Не секрет, что для того, чтобы чугун в ходе эксплуатации не утратил высокой прочности из-за появления ржавчины, его приходится заливать бетоном.

Если сделать это не представляется возможным, приходится обрабатывать чугунный прокат краской, грунтовкой или какими-либо иными защитными составами. Но это будет не более чем временная мера, поскольку спустя некоторое время такое покрытие пойдет трещинами или попросту отслоится. В этом участке происходит окисление и швеллер начинает покрываться ржавчиной. Именно поэтому, когда планируется возведение МК, в которых швеллер будет эксплуатироваться в условиях агрессивных сред (вступать в контакт с влажностью или подвергаться температурным перепадам), то оптимальным решением станет горячекатаный прокат из нержавеющего сплава.

Однако у горячекатаных швеллеров есть одна особенность, которая несколько сужает область их использования. Прокат, выполненный методом горячей прокатки, не отличается высокой свариваемостью. В связи с этим в случаях, когда требуется собрать сварную конструкцию, предпочтение лучше отдать изделиям, выполненным холодным способом. Ещё один недостаток горячекатаного швеллера — его большой вес.

Впрочем, это и неудивительно, учитывая, что такую балку производят из цельной стальной заготовки. Никаких других недостатков стальное изделие не имеет.

Основные требования

Для производства горячекатаных изделий используются специальные сплавы Ст3 и 09Г2С. Реже в ход идет сталь 15ХСНД — это дорогая марка, поэтому прокат из нее изготавливают преимущественно под заказ. Производители выпускают швеллеры максимально длинными – 11,5-12 м, это объясняется особенностями их эксплуатации. Однако в пределах каждой партии допускается присутствие нескольких металлоизделий немерного типа.

Кроме того, ГОСТ точно устанавливает максимально допустимое отклонение от установленного регламента по всем показателям:

высота полки балки, полученной горячей прокаткой, не должна отличаться от стандартного уровня больше, чем на 3 мм;
длина не должна расходиться с показателями, определёнными в маркировке, больше, чем на 100 мм;
предельный уровень кривизны не выходит за границу 2% от длины проката;
вес готового стального швеллера не должен отличаться от норматива более, чем на 6%.

Готовые металлоизделия реализуют в связках общим весом по 5-9 т. Швеллер с номерами от 22 мм и более, как правило, не упаковывают: его транспортируют и хранят «навалом». Упакованные в связку балки не маркируются, маркировка содержится на бирке, закрепленной на каждой связке.

Швеллеры больших размеров содержит маркировку: её наносят краской на готовые изделия в 30-40 см от торца.

Сортамент

Изготовители предлагают несколько различных вариантов горячекатаного швеллера. От его типоразмера и величины во многом зависит область применения продукта. Поэтому покупателям стального проката следует знать, что же означают буквенно-цифровые символы на маркировке. Итак, все виды швеллеров, выпускаемых российскими производителями, делятся по номерам. При этом данный параметр соответствует высоте полок, указанной в сантиметрах. Наибольшее распространение получили швеллеры 10, 12, 14, 16, 20, реже используются балки с номерами 8 и 80. Номер обязательно сопровождается буквой: она указывает на разновидность стального изделия. К примеру, 30У, 10П, 16П или 12П.

По данному критерию выделяют пять базовых категорий продуктов.

«П» означает, что полки изделия размещаются параллельно относительно друг друга.
«У». Полки подобного проката предусматривают лёгкий уклон внутрь. В соответствии с ГОСТом, он не должен превышать 10%. По индивидуальному заказу допускается производство швеллеров с более значительным уклоном.
«Э» — экономичный равнополочный швеллер, его полки располагаются параллельно.
«Л» — швеллер с параллельно расположенными полками облегченного типа.
«С» — эти модели относят к специализированным, сфера их использования существенно ограничена.

Разобраться с видами швеллеров несложно. С параллельными всё очевидно: полки в них располагаются под углом в 90 градусов по отношению к основанию. Первой претензией на специфичность являются модели, где боковые полки предусматривают лёгкий уклон. За изделия групп «Э» и «Л» говорят их названия: такие модели имеют свои характерные особенности по материалу изготовления и толщине профиля, которые отличают их от стандартного параллельнополочного варианта. Они изготавливаются из облегченных сплавов, поэтому 1 метр такого швеллера весит меньше. Кроме того, такие изделия чуть тоньше, их используют для каких-либо определенных целей. То же самое относится к швеллерам группы «C».

Кроме перечисленных вариантов, также имеются классы проката, которые принимаются в расчёт при создании горячекатаных изделий: «А» и «Б». Данное обозначение указывает на швеллеры высокой и повышенной точности, соответственно.

Данная классификация означает способ финишной обработки изделия и тем самым информирует специалиста о возможности подгонки металлических деталей в сборке.

Применение

Сфера применения швеллеров, полученных в технике горячей прокатки, напрямую связана с номером изделия. К примеру, швеллер с параметрами 100х50х5 широко применяется в качестве армирующего элемента металлоконструкций, используемых при сооружении зданий. Швеллер 14 обладает более высокой плотностью и прочностью. Он способен выдерживать существенные нагрузки, поэтому нашел свое применение при сборке несущих конструкций. В результате использования швеллера данного типа конструкция получается максимально лёгкой, при этом на монтаж уходит намного меньше металла.

Свои особенности эксплуатации имеют и балки, выполненные из различных типов стали. Прокат, полученный из низколегированных сплавов, наиболее востребован в условиях, когда возведённая металлоконструкция будет эксплуатироваться в условиях пониженных температур. К примеру, при сооружении зданий на Крайнем Севере любые другие металлы становятся хрупкими и начинают ломаться. Швеллеры используются для укрепления несущих конструкций, проведения инженерных коммуникаций и возведения каркасов зданий. Высокий запас прочности проката обуславливает продолжительный срок службы строения: дома, имеющие такой «скелет», будут стоять не один десяток лет. Швеллер повсеместно используется при строительстве мостов. Да и любые колонны с памятниками в большинстве случаев имеют основу из металлических швеллеров с П-образным сечением.

Профили из швеллеров уже много лет используются в станкостроении и изготовлении дорожно-строительной техники. За счет повышенной прочности такие балки могут выдерживать вибрации и нагрузки крупногабаритных станков. Включаются они и в остов железнодорожных вагонов, там швеллеры входят в состав элементов рамы и оснований для фиксации двигателя.

Без применения прочных балок с П-видным сечением эти машины вряд ли смогли бы выдержать нагрузки, которые возникают при движении больших составов и во время сцепки на всевозможных горках.

Все о швеллерах

Швеллер обладает П-образным сечением в разрезе поперёк. Основными элементами являются задняя и две боковые планки. В много- и малоэтажном строительстве, сооружении мостов и лестниц обойтись без швеллера нельзя.

Что это такое?

Эта конструкция, представляющая собой обрезанную букву «П» в поперечном разрезе, обладает значительной сопротивляемостью к изгибу по сравнению с обычной полосовой или уголковой профсталью. Толщина стенок составляет несколько миллиметров – без соблюдения этого требования швеллер намного легче согнуть.

Поставлен он может быть в любом из 4-х положений: на боковины, на основную стенку и кверху задней стенкой – сопротивляемость прогибанию при этом будет оставаться весьма высокой. Швеллер выпускается в виде изделий с равными и неравными (одна обрезана) полками, с уклоном полок и без него. Конструкция, в состав которой входит швеллер и уголки, выглядит довольно устойчиво.

По материалу, из которого изготовлен этот элемент, выделяют алюминиевые и стальные отрезки. Алюминий легче согнуть, чем сталь, обладает он меньшей прочностью, чистый металл легко надламывается и передаёт вибрацию на дальнейшие в конструкции элементы, почти не гася её. Сплав алюминия с другими металлами – магнием, медью, железом и иными легирующими присадками – позволяет получить более пластичный состав, однако плотность и прочность здесь не настолько велики, как в случае со сталью.

Неметаллические швеллеры – например, из пластика – не выпускаются: швеллерный элемент обязательно должен быть металлическим, а не композитным или пластмассовым. Многие виды сталей, за исключением инструментальных (повышенной твёрдости), с относительной лёгкостью подвергаются сверлению и раскрою в разных проекциях.

Стальные же швеллеры, хотя и обрабатываются не менее легко, чем алюминий (та же сталь 3 хорошо сверлится, сваривается, режется и обтачивается), обладают гораздо большей твёрдостью и прочностью. Из этого следует, что алюминий недопустимо применять как исходный материал для строительства несущих конструкций. Однако для сооружения вспомогательных каркасов, при условии, что его толщина в элементе втрое больше толщины стали в эквивалентном по габаритам изделии, его употребление как швеллерный материал допустимо.

Например, крытое место автобусной остановки изготавливается с применением уголков и швеллеров преимущественно из стали: несущая конструкция должна противостоять урагану и снегопаду. А вот обрамление оргстеклянных направляющих, благодаря которым прозрачные вставки листового материала не выпадут, допустимо изготовить и из гнутого алюминиевого швеллера с тонким U-образным зазором.

По исполнению швеллеры подразделяются на гнутые (U-образные в разрезе) и резкоугольные (П-образные). Первые применяются для отделки и несущих каркасов мебели, где острые углы портят внешний вид изделия, вторые – в качестве маскируемых под обшивкой или штукатуркой несущих конструкций, чья задача – выдержать основное весовое воздействие, давление от вышележащих элементов и другой атрибутики на конкретном объекте, а также от людей, работающих на нём.

По назначению швеллерный металлопрокат подразделяется на автомобильный и вагоностроительный. Ходовая, несущая конструкция автомобилей и вагонов учитываются соответственно по ГОСТ 19425-1974 и 52671-1990. Выпускаются такие элементы в виде отрезков 4-13 м. Специальный заказ для «длинновозов» – фур для трейлеров, автомобильных эвакуаторов, грузовых платформ для перевозки военной и спецтехники, автомобилей, частей самолётов и ракет – производится по предварительному соглашению с клиентом. Швеллер в бухту не намотаешь, для этого потребовался бы барабан как минимум радиусом в несколько километров, он производится только в виде отрезка. Практически используются отрезки длиной от 2 до десятков метров.

Металлопрокатные заводы выпускают швеллеры мерной и немерной длины. Мерная длина может оказаться с остатком не более, чем в 5% от веса штабеля. Остаток по длине добавляется не менее 3 мм. Большие «довески» использовать смысла нет, так как крупногабаритный швеллер для стройконструкций – массивное и тяжёлое изделие: вес погонного метра может превысить 100 кг. По прочности швеллер классифицируется в группы: А – высокопрочные, B – стандартная прочность. Швеллер – прежде всего тип профиля, к которому предъявляются жёсткие требования по прочности.

По исполнению полок выпускаются швеллеры с уклоном полок в направлении друг от друга. Это означает, что не сами полки отогнуты в стороны, а их толщина переменная – она уменьшается по направлению от задней стенки к оконечным боковым кромкам, параллельным, как и сами полочные грани, друг другу. Угол наклона внутренних сторон боковых граней может достигать трёх градусов на одну из продольных боковых сторон изделия.

По типу проката различают горячекатаные и холоднокатаные единицы. Холодный прокат подразумевает более гладкую обработку, исключающую шероховатость и другие грубые допуски, свойственные именно горячепрокатной продукции.

Характеристики

Высота равнополочного швеллера – 50-400 мм, ширина – 32-115 мм. Помимо мерной и немерной длины, эти изделия выпускаются и как элементы с ограниченной (в рамках погрешностей) протяжённостью. Эти характеристики жёстко регламентированы всё тем же ГОСТ 8281-1980. Расчёт на прогиб производится методом сравнения с двутавром: по противодействию изгибающим силам, направленным перпендикулярно, швеллер уступает двутавровому элементу («крестовина» в поперечном разрезе).

При проектировании строительных несущих конструкций учитываются уклон внутренних граней, толщина задней (основной) и боковых стенок, радиус скругления в месте схождения главной планки и боковин. Не менее важную роль играют также ширина стенки и полок, вес всего отрезка и погонного метра, марка стали, из которой изготовлено изделие. Несмотря на то что швеллер может быть изготовлен из стали Ст3, могут применяться и другие, узкоспециальные её сорта, к примеру, морозостойкий состав 09Г2С. Когда важно противодействие коррозии, применяются средне- и низкоуглеродистые сплавы с повышенным содержанием хрома и никеля, к примеру, сплавы с маркером «Х2», «Х3», «Х2Н» в обозначении и другие. В редких случаях применяются нержавеющие швеллеры, изготовленные из сталей типа «Х13» и выше (от 13% хрома по весовому составу).

Как и всякая стальная продукция, швеллеры легко подвергаются окраске по всей площади. Лежалую продукцию, которая успела покрыться тонким слоем ржавчины, сначала прогрунтовывают при помощи специальной грунтовки. Сегодня эту задачу решает грунт-эмаль по ржавчине: она вступает в реакцию с поверхностным слоем окиси железа, останавливая дальнейшее разрушение элементов.

Маркировка

По исполнению швеллеры маркируются как «У» — с уклоном внутренних сторон боковин, «П» – строго параллельные со стандартным исполнением, «Л» – облегчённые с параллельным расположением граней, «С» – специализированные, «Э» – экономичное исполнение. Предпоследние из вышеперечисленных разновидностей бывают с технологическими зазорами, перфорацией с определённым интервалом: применяются и те и другие преимущественно в станкостроительной отрасли.

Цифровая маркировка предусматривает указание толщины задней стенки. Продукция под названием «швеллер-25» предусматривает ширину задней стенки в 25 см. Размеры 200х120 мм соответствуют «20» номиналу, у которого равнополочное исполнение, а ширина обеих боковин составляет 12 см. Если указан, к примеру, атрибут 200х110х120, то вы имеете дело с изделием, у которого одна боковина обладает шириной в 11, другая – в 12 см, а сам продукт нормируется как швеллер-20. На упаковке или штабеле также указывается ГОСТ, по которому выпущено изделие, и сорт стали, например, 09Г2С, Ст4сп («спокойная» сталь 4) или, к примеру, 12Х14Н2 (один из десятков сортов нержавейки).

Для организации межэтажных перекрытий, например, применяются отрезки продукции в 6 и 12 м. Длина в основном определяется габаритами помещений, расположенных между несущими стенами строения.

Нюансы выбора

Сортамент уголков значительно шире ассортимента швеллерной продукции. Используйте изделия соответствующих типа и класса, выбрав ту марку, что находится ближе к наименьшим значениям габаритов и массы. Следует также учитывать момент инерции по оси, сопротивление по оси элемента, радиус инерции. Начинающие застройщики попросту берут изделие с запасом по прочности (вес, толщина и ширина стенок). Элемент должен выдерживать втрое большую нагрузку, чем предполагается для строительства постройки или здания: это также важно для сохранения сейсмоустойчивости здания.

Выбирать следует также и продукцию, которая не вызывает сложностей при обработке. Здесь решаются две задачи: прочность (упругость, ударная вязкость и твёрдость в оптимальном сочетании) и предельно низкая горячеломкость и хладноломкость. Горячеломкость должна быть минимальной – это значит, что сталь, из которой изготовлен швеллер, обладает достаточной устойчивостью к образованию трещин в процессе остывающих сразу же после наложения сварных швов.

Целостность остывшего сварного шва определяется склонностью стального сплава к температурным деформациям, которые не дают образоваться слишком большому количеству микротрещин в остывающем сварном шве. В этом случае простые среднеуглеродистые стали типа Ст3 не способны решить в полной мере обе эти задачи. Фирма-распространитель подберёт заказчику швеллер с нужными механическими и физическими характеристиками, уместными в конкретной ситуации, к примеру, при строительстве каркасно-монолитного высотного дома.

Наряду с уголками, арматурой и трубами, швеллер задаёт несущую прочность, без которой не обошлась бы ни одна постройка и ни одно сооружение. Более толстые и крупногабаритные элементы применяются для строительства мостов и зданий, ангаров, менее габаритные их собратья – для реконструкции, ремонта, перепланировки уже построенных объектов. Так, для ремонтных и перепланировочных работ применяется 20-й швеллер – высота его задней стенки равна 20 см. Наклонные боковые планки позволяют выдержать больший нагрузочный вес, чем прямые.

Нержавеющие швеллеры могут применяться, например, для возведения исторически значимых конструкций и сооружений: нержавейка способна простоять под дождем 100 лет и более без потери основных эксплуатационных качеств. В строительстве швеллеры применяют не только для межэтажных перекрытий и каркаса стен, но и для усиления оконных и дверных проёмов: в каждом из них достаточно отрезка в 1,5-2 м. Риски обрушения части кладки стены над ним минимальны: перемычка из швеллерного отрезка обладает более чем двойным запасом прочности, прогиб её исключён.

Машиностроительная отрасль предусматривает использование швеллеров из сталей, отличных от Ст3 и ей подобных составов. Например, в северных регионах России для вагоно-, машино- и станкостроения применяют всё тот же морозоустойчивый сплав 09Г2С, обладающий меньшими показателями ломкости. Из этого и подобных ему сплавов содержание фосфора и серы, влияющих на хладноломкость, уменьшено до технологически минимальных пределов (по 0,005% на каждую из примесей).

Машиностроительные и станкостроительные стали, идущие на производство швеллерных элементов, могут маркироваться символом «А», обозначающим высокую степень очистки от вредных примесей. Однако инструментальные стали наподобие У11, У12 при производстве швеллерной продукции не применяются: задача швеллера – построение несущей рамы и балок, а не режущих насадок, работающих на станке определённого назначения. К примеру, конвейерный фрезеровальный или стан автоматической сварки может обладать швеллерно-уголковой рамой: это делается для устойчивости, неподвижности несущей конструкции.

Мелкие швеллеры (10-й, 12-й номиналы) используются для организации пандусов. Последние позволяют легко съехать с возвышения велосипедистам, самокатчикам, служат направляющими для инвалидных колясок и тележек всевозможного назначения. Швеллер-20/25, усиленный подпорками из отрезков такого же номинала, образует более мощный по нагрузочному давлению пандус, пригодный для гаражей, СТО, автосервисных центров, где для быстрого и успешного ремонта потребуется загнать машину на специальное возвышение. Эти же приспособления применяются на эвакуаторах: швеллерный пандус или платформа закреплён на мощном приводе, который поднимает и опускает этот пандусный уклон.

О том, как подобрать правильный швеллер смотрите в следующем видео.

Читайте также: