Строительство опорных конструкций требует применения прочных материалов. К таким относятся стальные швеллеры с П-образным сечением. Производство профилей осуществляется с применением разных технологий и видов стали. Материалом классифицируют по нескольким признакам, а их сочетание образует понятие «сортамент швеллеров». Данная статья посвящена этой теме.
Швеллеры нашли широкое применение в строительстве, производстве и автомобилестроении.
Швеллер: характеристики и достоинства.
Швеллер — это стальной профиль с сечением в форме буквы П. Изготавливается из разных видов стали, включая нержавеющую. Характеристики швеллеров определяются массой, размером, материалом и технологией производства (холодно- или горячекатаный способ).
Гарантией качества швеллера является соответствие ему соответствующему ГОСТу.
П-образные профили обладают конструктивными особенностями. В большинстве случаев швеллеры имеют параллельные грани полок, но встречаются и варианты с наклонно расположенными гранями. Главное преимущество П-образных профилей — высокая жесткость при малом весе, что делает материал востребованным в строительстве конструкций с большой нагрузкой.
Благодаря главному качеству швеллеры обладают рядом преимуществ.
- высокая степень прочности;
- Отличная прочность при изгибе.
- Способность выдерживать нагрузки различных видов, например, сжатия и растяжения.
- Сопротивление воздействию ударов, способным вызвать механические повреждения готового строения.
Швеллеры из высокопрочной стали, изготовленные по стандарту ГОСТ, практически лишены слабых мест, которые могли бы привести к повреждениям различной природы.
Швеллер, соответствующий стандартам, обладает высокой прочностью и надежностью.
Сферы применения металлических швеллеров
Все перечисленные преимущества предполагают широкое их использование в разных сферах производства и строительства, в том числе и в автомобилестроении.
Швеллеры необходимы при изготовлении грузовых автомобилей. Именно швеллеры играют усиливающую роль у несущих конструкций.
В масштабном строительстве эти изделия незаменимы в качестве поперечных опор и перекрытий между этажами. Профиль с П-образным сечением используют как главный материал в строительстве каркасных сооружений, монтаже пандусов. Стальные швеллерообразные балки выдерживают высокую поперечную или осевую нагрузку и способны в несколько раз усилить прочность перекрытия по сравнению с материалом из дерева. Это особенно актуально при строительстве перекрытий с большими пролетами.
Полезный совет!Правильный выбор материала зависит от его соответствия требованиям Госстандарта, представленным в таблицах швеллеров.
Для возведения каркасных опорных конструкций применяют профиль в форме буквы «П».
Кроме машиностроения и создания каркасов швеллеры как дополнительный материал используют в других видах транспортного производства, например, в крано- и вагоностроении, где служат рамками и каркасами. Могут быть использованы также в процессе армирования конструкций из железобетона.
Виды швеллеров: конструктивные и технологические критерии классификации.
Швеллеры производят из обыкновенной горячекатаной и холоднокатаной стали с высоким содержанием углерода или из высококачественной углеродистой, нержавеющей или низколегированной стали.
Главная классификация основана на способе производства швеллеров. По этому принципу продукция делится на следующие виды:
- сделанную из горячекатаной стали;
- стальную специальную;
- Стальную равнополучную, изготовленную с помощью гибки.
- стальную гнутую с неравными полочками.
Для каждого вида швеллера существуют собственные стандарты производства.
Швеллеры подразделяют по сфере применения. Различают:
- Обычный профиль, имеющий широкую область применения, соответствует требованиям ГОСТ 8240-89.
- Специальный швеллер, применяемый в машиностроительной промышленности, стандартизирован по ГОСТ 19425-74.
- Специальный профиль для вагоностроения соответствует ГОСТ 5267.1-90.
Стальной горячекатаный профиль по ГОСТ 535-88 делится на подвиды:
- Швеллеры с полками, имеющими уклонение граней, подразделяют по размерам от пяти до сорока миллиметров.
- Швеллер с параллельными гранями полок или П-образный швеллер, обозначаемый как 5П, 16а П и так далее – до 40П. Обозначение выглядит так: швеллер 18П.
Размер швеллера — существенный критерий, определяющий назначение и сферу применения изделия.
Швеллеры бывают мерной и немерной длины. Мерный прокат имеет длину 11,7 или 12 метров. Немерная продукция выпускается размером от 3 метров и выше. Максимальная длина любого швеллера – 12 метров. Поэтому в таблице сортамента часто не указывают длину материала.
Классификация изгибаемых швеллеров по стандарту.
Классификация гнутых швеллеров из стали основывается на таких критериях:
- равнополочный;
- неравнополочный.
Равнополочные гнутые профили соответствуют ГОСТ 8278-93, изготавливают их на трубных станах. Рулонная сталь обычного качества и углеродистая конструкционная сталь служат сырьём в их производстве. Полки швеллера имеют высоту от 50 до 400 мм. Ширина изделия колеблется от 32 до 115 мм.
Для изготовления изогнутых швеллеров используют листовую или рулонную сталь.
Неравнополочные швеллеры производят на профилегибочных станках. Сырье – рулонная холоднокатаная и горячекатаная сталь обычного или высокого качества по ГОСТ 8281-80. Еще их классифицируют по номерам, соответствующим расстоянию (в миллиметрах) между полками. Разновидности длины такие же, как и у равнополочных швеллеров.
Точность прокатки у гнутого профиля соответствует маркировке швеллеров.
- А – высокая точность;
- Б – повышенная точность;
- В – обычная точность.
Полезный совет!Точность прокатки указывает на качество любого гнутого швеллера (неравнопольного и равнополочного). Высокие качественные характеристики указывают маркировки А и Б.
Точность прокатки швеллеров маркируется специальными обозначениями.
Гнутые швеллеры классифицируют по форме. Обозначение буквой «У» указывает на наклон внутренних граней полочек. Маркировка «П» говорит о параллельности граней, «Л» – о легкой серии профилей с параллельными гранями полочек. Буква «С» служит обозначением специального швеллера.
Сортамент швеллеров и соответствие ГОСТу.
Разные типы швеллеров отличаются характеристиками.
- уклон внутренних граней;
- толщина стенок и полок;
- радиус закругления внутри швеллера;
- ширина;
- площадь поперечного сечения;
- масса швеллера и погонного метра.
- Марка стали, определяющая большинство физико-механических свойств (твердость, прочность, стойкость к коррозии).
Распространение применения П-образных швеллеров во множестве отраслей строительства и промышленности вызвало разработку значительного числа нормативных актов по их изготовлению.
Большой выбор профилей привёл к созданию множества ГОСТов и технических норм. Высокое качество швеллеров напрямую зависит от их соответствия указанным стандартам.
Среди установленных Госстандартом норм следует выделить:
- ГОСТ 8240-97 соответствует всем швеллерам, произведенным из стали горячекатаным методом.
- По стандарту ГОСТ 19425-74 изготавливают двутавровые балки и специальные швеллеры.
- ГОСТ 8278-83. Гнутый швеллер, сортамент включает требования к равнополосным профилям.
- ГОСТ 8281-80. Гнутые изделия с неравными полками.
- ГОСТ 5422-73. Швеллеры из горячекатанной стали для тракторов.
- ГОСТ 5267.0-90. Горячекатаный п-образный металлопрокат для вагоностроения.
- Государственный стандарт 21026-75. Стальные профили горячего катания с отгибом для вагонеток.
Согласно одному ГОСТу производят различные виды металлопроката швеллера. Например, горячекатанный профиль с уклоном граней полок от 4 до 10% изготавливается по ГОСТ 8240-97. Его маркируют буквой «У» и соответствующим числом, указывающим на расстояние от полки до полки. По такому же ГОСТу производят швеллер с параллельными гранями.
Двутавровые швеллеры часто применяют для сооружения каркасных опорных конструкций при повышенных нагрузках.
Марка швеллера: соответствие буквенным и цифровым данным
Для различия видов и подвидов швеллеров используют не только обозначения ГОСТа, но и пометку буквами и цифрами, называемую маркировкой металлопроката. Это обусловлено в первую очередь широким диапазоном размеров, различной площадью поперечного сечения и, соответственно, массой швеллера.
Профили, изготовленные по ГОСТ 8240-97, имеют дополнительные обозначения: числовые и буквенные шифры. Первая цифра указывает на основную характеристику, которая определяет размер швеллера — расстояние между полками.
Полезный совет!Выбирают изделие, принимая во внимание предполагаемые нагрузки на будущую конструкцию, место и цели использования материала.
Буква в маркировке обозначает тип п-образной продукции, указывая на особенности строения и расположения граней. Расшифровка представлена ниже:
- «П» – указывает на параллельность;
- «У» – обозначает наличие уклона на гранях;
- «Э» – свидетельствует об экономичности;
- «Л» – подразумевает лёгкость;
- «С» – говорит о специальном назначении профиля.
Типы п-образных швеллеров и их маркировка
Для определения остальных параметров металлопроката конкретной марки можно использовать специальную таблицу, где указаны ГОСТ швеллера, размеры и другие сведения.
В таблицах для краткости применяют особые знаки.
- Буква «h» указывает на высоту стенок металлопроката (главное значение).
- b – обозначает ширину полочек;
- S – определяет не площадь, а толщину основной стенки.
- R обозначает радиус закругленной части полки.
- t – обозначает толщину полочек;
- р – определяет общий радиус закругленности полки.
Стальные швеллеры горячекатаные. Сортамент — ГОСТ 8240 97: описание документа.
Главное отличие горячекатаного швеллера от гнутого заключается в том, что его производят методом горячего проката. Его изготавливают согласно нескольким ГОСТам в соответствии с запросами той или иной отрасли. Сортамент швеллеров ГОСТ 8240 97 был утвержден Госстандартом в 1997 году и впоследствии одобрен практически всеми постсоветскими странами. 5 апреля 2001 года постановлением Госкомитета РФ по стандартизации и метрологии документ был введен в действие на территории России.
Чертеж стандартного металлического швеллера 80 мм с размерами
В качестве непосредственного Госстандарта в Российской Федерации он начал действовать с некоторыми изменениями с начала 2002 года взамен действующего до этого времени ГОСТ 8240-89 «Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент». Документ указывает на все качественные характеристики металлопрокатных стройматериалов, произведенных горячекатаным методом.
Действующий документ указывает область применения изделий, устанавливает сортамент стальных горячекатаных швеллеров высотой от 5 до 40 см и шириной полочек 32–115 мм. ГОСТ включает различные параметры форм и размеров, подразделяя изделия на разные серии.
- с уклоном граней внутри;
- с гранями полок, расположенными параллельно;
- экономичные модели с параллельными гранями;
- Изделия с полками, грани которых расположены параллельно.
Каждая определённая серия, в соответствии с размерами и качествами стали, из которых производится металлопрокат, предусматривает свою расширенную таблицу сортамента швеллеров ГОСТ 8240-97. Документ содержит семь таблиц, благодаря которым можно выбрать наиболее подходящий материал для строительства.
На каждый вид швеллера имеется отдельная таблица государственных стандартов с основными техническими параметрами материала.
Швеллеры 10П, 12П и 10У, соответствующие ГОСТ 8240‒97
В перечне продукции, отвечающей требованиям ГОСТ 8240-97, наиболее популярны швеллеры размером 10 и 12 см. Производство их осуществляется путем горячей прокатки. Количество прокаток зависит от первоначальных габаритов заготовки и от требуемой точности изделия. Заготовку подвергают температурной обработке до 1250 °C.
Полезный совет!Учитывая, что в таблицах ГОСТа указаны размеры в миллиметрах, часто можно встретить маркировку вида швеллер 120, хотя данный показатель указывает на п-образный металлопрокат с маркировкой 12П или 12У.
Швеллер 10П имеет следующие характеристики:
- вес погонного метра равен 8,59 кг;
- в 1 тонне помещается 116,4 м швеллера;
- Высота профиля соответствует главному размеру и равна 100 мм.
- ширина швеллера – 46 мм;
- стенки профиля имеют толщину 4,5 мм;
- толщина полок швеллера достигает 7 мм.
В зависимости от назначения швеллеры разделяют на легкие и усиленные профили.
Швеллер 10У, как и 10П, имеет аналогичные показатели номинальной высоты 100 мм, веса погонного метра величиной 8,59 кг, ширины 46 мм и толщины, равной 4,5 мм. В одной тонне материала содержится 116,4 м. Различия заключаются в характеристиках закругленных полок. Радиус округлой стороны полочки равен 7 мм, а радиус закругленности полок – не более 3 мм.
Учитывая различия в основном размере, то есть в высоте металлопроката, швеллер 12П имеет существенные отличия в параметрах. Его характеристики следующие:
- вес погонного метра равен 10,40 кг;
- в 1 тонне помещается 96,15 м швеллера;
- высота изделия – 120 мм;
- ширина швеллера – 52 мм;
- стенки профиля имеют толщину 4,8 мм;
- Толщина полок швеллера не должна быть больше 7,8 мм.
Виды швеллеров: двутавр и другие формы металлопроката.
Разбирая тему сортамента металлопроката, следует упомянуть о таком виде продукции, как швеллер двутавр. Форма изделия не соответствует общей характеристике изделий с п-образной формой, так как этот профиль имеет вид двутавровой балки. В сечении изделие по форме напоминает букву «Н». Фото швеллера двутавра наглядно демонстрирует его отличие от обыкновенного профиля.
Чертеж с типовыми размерами двутавра и обычного швеллера
Эти изделия очень популярны во многих отраслях строительства, потому что их применение позволяет существенно уменьшить вес и нагрузку на конструкцию. Кроме того, н-образная балка обладает высокой прочностью. Двутавры, как и обыкновенные швеллеры, производят горячекатаным или сварным способом. Методика гнутья в данном случае неприменима. Сварка используется при изготовлении больших деталей или с учетом индивидуальных особенностей строительства.
Для изготовления стальных балок используют низколегированную сталь марки С255 или углеродистую сталь марки С345 (09Г2С). Изготовление происходит посредством горячего или холодного проката, а сварку выполняют с помощью специального оборудования. Проверку прочности продукции осуществляют ультразвуком.
Производство металлопрокатных н-образных балок происходит согласно специальному ГОСТу. Госстандарт различает отдельные типы балок. Основная классификация – разделение изделий на горячекатаные и специальные. Первый вид представляет собой двутавры с наклонными гранями полок, регламентированные ГОСТ 8239, где предусмотрен угол наклона с предельными значениями 6-12%.
統一рованные стандарты производства швеллеров дают возможность подобрать оптимальный тип материала для любой постройки.
Другой вид швеллеров имеет параллельные грани полочек, их изготавливают по ГОСТ 26020. Высота таких изделий варьируется от 100 до 1000 мм, а ширина полочек — от 55 до 400 мм. Эти н-образные балки разделяют на нормальные, колонные или изделия с широкими полками.
Выбирая материал для строительства, важно учитывать стандартные типоразмеры. сортамент металлопрокатной продукцииТребования Госстандарта упрощают проектирование: расчеты определяют необходимое количество швеллеров, допустимую нагрузку и позволяют сэкономить на излишних материалах.