Cортамент швеллеров: виды, сферы применения

О чем речь? Сортамент швеллеров — классификация металлических профилей П-образного сечения по размерам, материалу и способу производства. Они широко применяются в строительстве и машиностроении для усиления конструкций.

Какие бывают? Швеллеры разделяют на горячекатаные (ГОСТ 8240-97) и гнутые (ГОСТ 8278-83), различающиеся по точности прокатки (А – высокая, В – обычная). Также они характеризуются по марке стали, длине и толщине стенок.

Что собой представляет стальной швеллер

Стальным швеллером называется вид стандартного металлического профиля, полученный путем фасонного проката. От других видов проката он отличается сложной П-образной формой. Швеллеры получают из заготовок больших размеров методом горячего (температура достигает 1200 ⁰С) либо холодного качения.

Производство изделий регламентируется российскими и международными стандартами, а весь готовый сортамент швеллеров должен отвечать требованиям ГОСТа.

Для изготовления изделий используются различные виды сплавов из стали и технологии производства, что обусловливает различия в свойствах и назначении продукта.

Устройство швеллера

Сечение швеллера представлено двумя боковыми сторонами (полками) и средней стенкой. Полками называются горизонтальные элементы, способствующие равномерному распределению нагрузки. Параллельные грани профиля могут иметь одинаковую или разную ширину. Также по индивидуальному заказу может изготавливаться швеллер с непараллельными гранями, обладающий повышенной жесткостью.

Качественный сортамент стальных горячекатаных швеллеров выпускается строго по ГОСТу и проходит многократные проверки на брак. Это важно, поскольку дефекты в изделиях или неверный выбор нужного типа швеллера могут привести к тому, что возведенные конструкции обрушатся.

Фото: EyeEm / Freepik

Вот почему нужно очень тщательно подбирать профили, используемые в каркасах зданий и элементах инфраструктуры. Подбором занимаются высококвалифицированные инженеры.

Стальной швеллер — это универсальный вид металлопроката, находящий широкое применение во всех отраслях промышленности. Преимущества изделия:

• высокая прочность — швеллер способен выдержать большие нагрузки, включая ударные;
• сопротивляемость к нагрузкам на разрыв, изгиб и скручивание;
• невысокий удельный вес, благодаря чему швеллеры легче транспортировать и монтировать конструкции из них. Кроме того, снижается вес готовых построек;
• множество разновидностей — сортамент швеллеров имеет разные размеры, формы, уклоны, ширину граней, что позволяет применять его в сложных геометрических проектах;
• коррозионная стойкость, устойчивость к ультрафиолетовым лучам, изменению температуры, агрессивным веществам и другим факторам;

• равномерное распределение нагрузки — центр тяжести швеллера сдвинут к торцам, за счет чего риск повреждения по средней линии уменьшается;
• длительный период службы — профиль эксплуатируется долгие годы, при этом функциональные качества остаются прежними;
• относительно невысокая стоимость.

Основными параметрами балок являются высота и длина ножек. Степень обработки поверхности и толщина металла имеют разные значения.

Главные показатели всегда включаются в торговую маркировку изделия. Размер швеллера измеряется в сантиметрах и отражается в номере изделия. Например, если стоит номер 8У, значит, швеллер имеет высоту 8 см.

Сферы применения сортамента швеллеров

Стальной металлопрокат находит применение во многих сферах, поскольку он имеет отличные эксплуатационные характеристики:

• высокую прочность — швеллер способен противостоять серьезным нагрузкам;
• сопротивляемость направленной и ненаправленной деформации;
• маленький удельный вес, за счет чего его легче транспортировать и монтировать;
• вариативность — изделия имеют разные уклоны, поэтому из них можно получать сложные геометрические конструкции;

Фото: Shavr IK / Unsplash

• возможность создавать конструкции, не используя сварку;
• низкую металлоемкость;
• относительно небольшую цену.

Весь сортамент швеллеров применяется в строительной отрасли. Из данного вида проката делают:

• Несущие каркасы зданий. Швеллеры применяются как стойки, фермы, балки и колонны, придавая конструкции стабильность и прочность.
• Надземные пешеходные переходы и мосты. Из швеллеров делают металлические конструкции данных объектов, основу для пролетов. За счет них нагрузка перераспределяется с дорожного покрытия на опоры.
• Козырьки и навесы. Они защищают территорию от осадков, создают пространство, где можно складировать что-либо или отдыхать.

• Складские помещения и промышленные здания. Швеллеры применяются как основа для постройки стен, покрытий, потолков.
• Площадки и лестницы. Из швеллеров создают прочную основу, по которой могут ходить люди и перемещаться грузы.
• Укрепление конструкций. Швеллеры ставят, чтобы сделать прочнее старые постройки или внести в конструкцию новые элементы.

Также сортамент стальных швеллеров активно используется в машиностроительной отрасли. На них закрепляются насосы, приводы, двигатели и т. д. Из швеллеров делают стойки и основания для различного оборудования, металлорежущих и других станков. Данный вид проката находит применение в конвейерах, системах транспортировки, производственных линиях.

Железнодорожная и автомобильная промышленность использует швеллеры для изготовления шасси, частей кузова, рам, бамперов.

Кроме того, металлопрокат применяется для строительства железнодорожных путей, переездов, платформ.

Другие варианты применения:

• Интерьер, предметы мебели — служат основой кронштейнов для крепления телевизоров, каркасом для стульев и столов.
• Ландшафтный дизайн и садоводство — опоры для лиан, каркасы беседок и скамеек, ограждения, основа для фонарей.
• Энергетическая отрасль — для постройки конструкций различных энергетических установок, тепловых сетей, электростанций и т. д.
• Судостроительная отрасль — рулевые устройства, корпуса, балластные танки и т. д.

Сортамент швеллеров по способу изготовления

Швеллеры изготавливают на специальных установках путем сгибания арматуры при нагревании либо при низкой температуре.

Типы швеллеров в зависимости от способа производства:

Горячекатаный швеллер

Сортамент горячекатаного швеллера получают, прокатывая сталь, нагретую до высокой температуры. В результате готов материал повышенной плотности, способный противостоять любым видам нагрузок. Основное преимущество швеллеров, которые производятся в разных размерах, заключается в возможности установки их горизонтально, вертикально или в наклонном положении. Швеллеры применяются в тех случаях, когда необходимо усилить конструкцию там, где при эксплуатации она будет испытывать повышенную нагрузку.

Холодногнутый швеллер

Данный сортамент стального гнутого швеллера изготавливается посредством холодной обработки сырья.

Изделия имеют точные размеры и применяются в создании металлических и несущих конструкций.

Швеллеры с параллельными гранями

У таких изделий грани расположены параллельно, благодаря чему они могут использоваться в сочетании с другими конструкциями, особенно если есть необходимость в выравнивании. Параллельные швеллеры находят применение в автомобиле- и мостостроении, а также в железнодорожной промышленности.

Швеллеры с наклонными гранями 

У швеллеров данного типа грани наклонены под определенным углом, благодаря чему жесткость изделий повышается. Как правило, их используют в металлургической отрасли либо для конструирования каркасов зданий.

ГОСТ сортамента швеллеров

В ГОСТе 8278-83 содержатся требования к сортаменту гнутого равнополочного швеллера, а также допустимые погрешности. В соответствии с документом толщина изделия может составлять 2–20 мм, а размеры — от 25х26 до 410х65 мм. Сортамент гнутого швеллера, производимого из низколегированных углеродистых сталей, имеет длину 3–12 м.

Фото: P.Design04 / Freepik

Требования к сортаменту гнутого неравнополочного швеллера содержит ГОСТ 8281-80. Документ регламентирует качество проката, производимого из углеродистых сталей высокого и обыкновенного качества и также из низколегированных сплавов. Толщина профиля составляет 2–10 мм, размер — от 32х22х12 до 300х80х40 мм. В длину профиль может иметь от 4 до 11,8 метров.

ГОСТ 8240-97 регламентирует требования к сортаменту горячекатаного швеллера общего и специального назначения, также содержит классификацию данного типа проката и максимально допустимые отклонения в размерах. По ГОСТу швеллер выпускается с двумя типами поперечного сечения профиля:

• с уклоном граней — это серии С и У;
• с параллельными гранями — это серии Э, П и Л.

Ширина профиля совпадает с шириной полки и находится в пределах от 32 до 115 мм. Тип и высота профиля зашифровываются в маркировке, например 10П.

Так, сортамент стального горячекатаного швеллера для вагоностроительной отрасли регламентируется ГОСТом 5267.1-90. В соответствии со стандартом номер швеллера может находиться в диапазоне 8В–30В-2.

Для изготовления вагонеток применяются швеллеры с отогнутой полкой, требования к которым описаны в ГОСТе 21026-75. Согласно документу, изделия выпускаются в двух типоразмерах: СП-10 и СП-12. В ГОСТе 5422-73 указаны размеры горячекатаных профилей, которые требуются для производства тракторной техники. Профиль №5 по данному ГОСТу соответствует швеллеру 24Т, а №6 — швеллеру 18Т.

Часто задаваемые вопросы о сортаменте швеллеров

Как правильно расшифровать условное обозначение сортамента швеллеров?

Условное обозначение изделия определяется его типом и составом стали.

Например, швеллер, изготовленный из стали Ст3, 4-й категории, 1-й группы, имеющий обычную точность прокатки (В) и размер профиля 30П, обозначается так:

• Швеллер 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88.

Аналогичный профиль, но из другой стали 09Г2С, класса прочности 345 и высокой точности прокатки имеет обозначение:

• Швеллер 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89.

Обозначение сортамента гнутого равнополочного швеллера с высокой точностью профилирования (А) и размером 300х80х6, изготовленного из стали Ст3сп, штрипса высокой точности прокатки (Б), выглядит так:

• Швеллер А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76.

Можно ли использовать швеллер вместо двутавровой балки?

Можно, но есть некоторые ограничения:

• За счет П-образной формы швеллер менее устойчив к изгибу.
• Повысить прочность можно, если использовать спаренный швеллер, полученный путем сварки полок.

Например, вместо двутавровой балки №10 можно использовать два швеллера размера 12П.

Выбирая сортамент стального швеллера, ориентируйтесь на ГОСТ или СНиП, учитывайте указанные в документах требования и максимально допустимую нагрузку.

Как выбрать швеллер для перекрытий?

Чтобы сделать правильный выбор, обратите внимание:

• на нагрузку — для жилых построек можно использовать швеллеры 14–20П, способные выдерживать тяжесть до 500 кг/м²;
• материал — для умеренных нагрузок подойдет сталь Ст3, для высоких — сталь 09Г2С (низколегированная);
• длину — стандартный профиль имеет от 6 до 12 метров в длину, однако по индивидуальному заказу возможен и другой размер.

Итак, швеллер представляет собой вид металлопроката, используемый для армирования железобетонных конструкций, конструирования мостов, опор линий электропередач, нефтяных вышек, изготовления крановой продукции и т. д.

Сортамент прокатного швеллера используется очень широко благодаря хорошей прочности и устойчивости при относительно небольшой массе. Швеллеры разного размера используются в конкретных отраслях либо имеют узкое назначение.

Изображение в шапке статьи: P.Design04 / Freepik