Для ускоренного сооружения высокопрочных зданий разного типа и назначения применяются каркасы из металлоконструкций. Если нужно максимально увеличить прочность будущей постройки, повысить ее устойчивость, сопротивляемость к повышенной нагрузке, используют швеллеры. Этот металлопрокатный материал отличается множеством положительных свойств, благодаря чему нашел широкое применение в строительстве автомобильных и железнодорожных мостов, зданий и сооружений разного назначения и не только.
Что такое швеллер
Изделие представляет собой разновидность металлического профиля с сечением в форме широкой буквы «П». Используется для сборки металлоконструкций, выступает как армирующий и опорный элемент.
Боковые края профиля называют «полками», а перемычку между ними – «стенкой». Говоря о высоте, всегда имеется в виду стенка металлопрофиля.
Главное преимущество данного профиля металлопроката – способность нести высокие нагрузки и возможность обеспечить плотное прилегание. Кроме того, в результате использования швеллеров удается снизить расход металла для возведения построек в несколько раз.
Монтаж швеллера под монолитное перекрытие между плитами
Сфера применения
Такой металлический профиль используется во многих отраслях: от жилого, коммерческого и промышленного строительства до сельского хозяйства. Применение данных изделий металлопроката оправдано для возведения:
- высокопрочных зданий;
- крупногабаритных стержневых сооружений;
- производственных помещений, цехов;
- горнодобывающих вышек;
- торгово-развлекательных комплексов;
- складских помещений, в том числе под сельскохозяйственную продукцию;
- ферм и прочих объектов.
Благодаря наличию П-образного поперечника, данные изделия обеспечивают конструкции повышенную прочность, способность выдерживать максимальные нагрузки. При этом сборка достаточно простая, а монтаж – быстрый и удобный.
Выбор сортамента определяется в каждом конкретном случае в зависимости от индивидуальных задач и целей. Помимо возведения каркасов зданий, швеллеры активно используются во внутренней отделке – например, как основа для монтажа инженерных коммуникаций (оборудования для водоснабжения, прокладки кабелей высокого напряжения и прочее), при армировании стен и полов. При оборудовании пандусов также часто используются такие изделия.
В ряде случаев профили данного типа могут применяться для возведения внутренних перегородок в помещениях, сооружения стеллажей и витрин. Чаще всего в качестве материала используется алюминиевый сплав.
Разновидности и их классификация
Существует несколько классификаций данных металлопрофилей, в основе которых:
- метод изготовления;
- маркировка по нормам ГОСТ;
- материал изготовления;
- точность прокатки.
Маркировка по способу изготовления
Согласно способу изготовления, швеллеры делятся на:
- горячекатаные (при создании изделий использовалась технология горячего катания заготовки при температуре в пределах 1200 градусов по Цельсию);
- гнутые равнополочные и неравнополочные (используется метод холодного катания, в результате чего у полок образуются сглаженные углы).
Стальные гнутые швеллеры делятся на равнополочные (производятся из сплава обычной рулонной стали, углеродистой качественной конструкционной стали на трубных станках) и неравнополочные (производство осуществляется на профилегибочных станках, при этом используется несколько видов стали).
Оба варианта изделия (ГОСТ 8240-97 и ГОСТ 8278-83 соответственно) активно применяются в строительстве, обеспечивая конструкции прочность и износостойкость. Но при равной толщине стенки гнутые равнополочные изделия несколько уступают горячекатаным по прочностным характеристикам.
Маркировка по нормам ГОСТ
Маркировка швеллеров состоит из цифр и букв, информирующих о свойствах профиля. Цифры указывают на расстояние между внешними краями полок в сантиметрах, а буквы – на видовые характеристики. В итоге получаем: 5П, 10П и т.д.
В зависимости от расположения граней, данные металлопрофили делятся на изделия с параллельными и уклонными краями. Быстро распознать разновидности профилей можно по соответствующей маркировке:
- «П» – профиль имеет на 100% параллельные края;
- «Л» – края изделия также параллельные, профиль облегченный;
- «Э» – экономичный вариант с параллельными гранями;
- «У» – внутренние грани профиля расположены под уклоном (уклон противоположных полок может составить от 4% до 10%);
- «С» – специального назначения.
Профили серии «Л» и «Э» применяются в строительстве крайне редко.
Профили специального назначения используются преимущественно при производстве промышленного, машинного оборудования, в автомобилестроении. Также в зависимости от специфики применения швеллеры могут быть изготовлены на заказ со следующей маркировкой:
- «В» – используются для вагоностроения;
- «М» – машинные профили, которые применяются для монтажа подвесных путей.
Выбор сортамента зависит от сферы применения изделия:
- «8» – используется для конструкций в жилищных и производственных объектах, которые нужно укрепить;
- «10» – подходит для машино- и станкостроения;
- «12» – обладает теми же параметрами, что и сортамент «8», но с повышенной прочностью;
- «14» – используется преимущественно в строительстве промышленных объектов;
- «16» – особенно востребован для перекрытий в мостостроении, при возведении сельскохозяйственных зданий;
- «20» – нашел широкое применение в возведении (укреплении) автомобильных, железнодорожных мостов.
Остальные сортаменты менее востребованы из-за специфических характеристик и свойств. Их изготовление осуществляется в меньшем количестве.
Маркировка по материалу изготовления
Еще один критерий, легший в основу классификации швеллеров – материал. Изделия изготавливают из:
- углеродистой стали (основной материал);
- низколегированной стали (встречается реже);
- высоколегированной стали (термоустойчивая, нержавеющая – используется только по спецзаказу).
Алюминиевый сплав в свободной продаже также редко встретишь, но под заказ производится без проблем.
Маркировка по точности прокатки
В зависимости от точности горячей, холодной прокатки П-образные металлические профили делят на изделия:
- высокой точности «А»;
- повышенной точности «Б»;
- обычной точности «В».
Преимущества использования швеллеров в строительстве
Главное свойство данного вида профиля – высокая устойчивость к вертикальным изгибающим нагрузкам. Если сравнивать с двутавровыми балками, у швеллера этот показатель ниже, но и цена не такая высокая. Но не только в этом заключается выгода эксплуатации этих изделий.
Имея незначительный вес и высокую прочность, профиль может использоваться при возведении облегченных конструкций из металла. Его удобно применять для монтажа на высоте: относительная легкость материала позволяет без труда подавать его наверх большими партиями.
Работать с материалом комфортно, так как он легко сваривается, отлично поддается механической обработке за счет правильного термического воздействия, которому подвергается во время производства. Сначала заготовку рекристаллизируют в кристаллической решетке, а затем – отжигают. Это способствует увеличению пластичности, вязкости материала, а значит – улучшению податливости готового профиля последующему механическому воздействию.
П-образные металлические профили выпускаются в точном размере. Используя их для возведения металлоконструкций, не нужно тратить время на предварительную подгонку и рихтовку.
В материале отсутствуют слабые компоненты, из-за которых изделие со временем могло бы деформироваться под воздействием влаги, нагрузок, механических повреждений и прочих факторов.
В целом из преимуществ стоит отметить:
- небольшой вес;
- повышенную жесткость;
- прочность материала;
- высокие несущие способности;
- устойчивость к механическим повреждениям;
- способность легко обрабатываться.
Эти свойства и широкий ассортимент изделий объясняют их востребованность.
Как правильно рассчитать вес швеллера
На данный момент существует множество различных приложений и онлайн-калькуляторов, с помощью которых можно рассчитать подходящий вес профиля с высокой точностью. Для совершения подсчетов нужно:
- указать исходные параметры;
- получить итоговое значение;
- сравнить его с данными в таблице нормативов.
Чтобы сделать подсчеты самостоятельно, нужно:
- определить совокупность общей площади сечения и площади сечения полок;
- полученный результат умножить на длину изделия;
- ответ умножить на плотность металлопрофиля.
Результат расчетов должен совпасть с данными ГОСТ или хотя бы не превышать допустимые нормативы.
Что влияет на стоимость швеллера
Чем выше эксплуатационные характеристики металлопрофиля, тем больше его стоимость. В случае с данным вариантом профиля металлопроката цена зависит от следующих параметров:
- разновидность металлопроката;
- каким методом был произведен профиль, в каких условиях;
- какой использовался тип стали при производстве;
- длина профиля;
- вес.
Экономически выгодным будет правильно определить тип нужного профиля и использовать его согласно нормам.
Источник: ohranatruda.ru
Использование швеллера в строительстве
Швеллер — это разновидность гнутого металлического профиля, представляющая собой изогнутую балку в форме буквы «П». Основание балки принято называть «стенкой», а боковые стороны — «полками».
Назначение и применение
Основным предназначением металлического швеллера является укрепление опорных конструкций в производственных сферах и строительной отрасли.
Большое значение имеет применение швеллеров при строительстве зданий и сооружений. Их использование при монтаже железобетонных конструкций значительно увеличивает жесткость сооружения. Металлический профиль такого типа способен выдерживать существенные несущие нагрузки, возникающие при возведении строений за счет своего устойчивого сопротивления на изгиб. При ведении строительных работ швеллера используют для монтажа перекрытий между этажами, с их помощью укрепляют крыши зданий, армируют поверхности, нуждающиеся в укреплении, и обустраивают пристройки.
Кроме строительной отрасли, швеллеры широко используются в разных сферах машиностроения. Строительство таких гигантов как океанские лайнеры, тепловозы, вагоны не обходится без применения различных металлоконструкций, укрепляющих механизм. Швеллеры прекрасно справляются с этой задачей, и спрос на них в этой отрасли продолжает держаться на высоком уровне.
В мостостроении также широко используются швеллера разных видов. Ажурные конструкции современных мостов создаются из различного металлического профиля, при этом устойчивые к изгибу балки являются чуть ли не основным их элементом. Также можно упомянуть о применении швеллеров в автомобилестроении, станкостроении и даже в коммунальном хозяйстве в качестве направляющих на пандусах для детских и инвалидных колясок.
Классификация и виды
-
Классифицировать швеллеры можно по нескольким признакам, в первую очередь по способу производства. По этому признаку можно выделить следующие виды:
- горячекатаный;
- специальный;
- гнутый
Гнутые изделия изготавливаются посредством станков для гибки профиля, их нетрудно отличить от горячекатаных по закруглению внешних углов.
-
Каждый вид швеллера по способу производства также имеет свою классификацию.Например, выделяют разновидности горячекатаных швеллеров, отличающиеся друг от друга гранями полок:
- параллельные внутренние грани;
- внутренние грани с уклоном до 10 градусов.
В этой классификации каждая разновидность горячекатаного швеллера также имеет свою номенклатуру, отличающуюся техническими характеристиками и свойствами.
-
Одновременно горячекатаные изделия можно разделить на группы в зависимости от точности прокатки:
- высокая точность
- обычная точность
-
Гнутые швеллера тоже делятся по признаку точности прокатки, но они бывают уже трех видов:
- высокая точность
- повышенная точность
- обычная точность
-
Кроме деления по точности, гнутые изделия также подразделяются по виду полок:
- равнополочные
- неравнополочные
-
Также швеллеры можно классифицировать по их назначению, подобное разделение регламентируется требованиями соответствующих ГОСТов. В зависимости от области применения они бывают:
- обычные, для широкого использования
- специальные, для применения в автопроме
- специальные, для использования при строительстве вагонов
Каждый пункт перечисленных классификаций имеет свой сортамент продукции, который подробно описывается ГОСТами.
Особенности монтажа
Так как швеллер играет очень важную роль в опорных конструкциях, его монтаж является очень важным этапом. При монтировании стальной балки в металлоконструкцию необходимо строго следовать установленным правилам и не пропускать ни одного этапа.
Основными способами соединения подобного вида металлического профиля являются сварка и крепление на болтах. Оба способа обладают рядом преимуществ, но также у каждого есть и свои недостатки. Решение о способе закрепления принимает специалист, ответственный за ведение строительства, в зависимости от вида и толщины балки, а также от влажности в месте проведения работ.
Использование сварного шва для скрепления металлических балок делает конструкцию более водонепроницаемой, так как качественно сваренные элементы препятствуют попаданию влаги внутрь. Недостатком этого способа является большая трудоемкость, необходимость использования специфического оборудования и найма опытных работников.
Правила сварки изделий оговорены в соответствующем ГОСТе, и ни одним из этих правил не стоит пренебрегать. Правильно сделанный сварной шов позволит металлоконструкции выдержать даже некоторые дополнительные нагрузки сверх расчетных. В последнее время рекомендуется использовать электродуговую сварку, так как, по наблюдениям, при применении газосварки происходит перегрев шва и возникает лишнее напряжение металла, что может вызвать ненужную деформацию.
Плюсами болтового скрепления являются быстрота процесса, отсутствие необходимости специальных навыков у рабочих и более низкая стоимость проведения работ. Минус крепления на болтах — необходимость перфорации изделия и, как следствие, нарушение его прочностных характеристик. А если еще работники просверлили отверстия для болтов недалеко друг от друга, со временем в металле может образоваться разрыв из-за постоянных нагрузок. Дополнительным недостатком такого способа является риск появления коррозии на высверленном отверстии, особенно если оно не было обработано специальным составом.
Специалисты рекомендуют при повышенной влажности в местности, где будет эксплуатироваться строение или агрегат со швеллерами, использовать сварку для скрепления стыков. В сухих районах вполне можно довериться болтовому креплению.
Источник: metall-ksm.ru
Швеллер как разновидность металлопроката
Невозможно представить строительные работы без металлопроката. Эти изделия придают опорным конструкциям прочность и устойчивость к износу.
Наглядным примером является применение металлического швеллера на пандусе для тележек или инвалидных колясок.
Что такое швеллер
Стальной швеллер — профиль из металла П-образной формы в сечении, очень прочный. Перекладина буквы П — ширина, называемая стенкой, а его «ноги» называют полками. Номер швеллера определяется расстоянием между его полками.
Главной задачей изделий является создание прочных устойчивых конструкций, которые смогут выдерживать значительные нагрузки:
- толщина стенок составляет 0,4–1,5 см;
- высота стенок — 5–40 см.
Стальной швеллер принимает на себя всю осевую нагрузку, которая равномерно распределяется по его поверхности, обеспечивая высокие показатели жёсткости и прочности на изгиб.
Виды швеллеров
Горячекатаные стальные швеллеры подразделяются по способу изготовления на две большие группы:
Горячекатаные, полученные методом горячей прокатки, называются еще специальные. По точности проката они подразделяются:
- А – высокая точность;
- В – обычная точность.
Горячекатаные специальные швеллеры изготавливают по запросам различных отраслей, но чаще всего — вагоностроения. По прочности проката они подразделяются:
- А – высокая прочность;
- В – обычная прочность.
Гнутые, с применением метода холодного катания. Они отличаются сглаженными углами полок. Выполняются в двух видах:
- Равнополочный швеллер, изготовление осуществляется на трубных станках по ГОСТ 8278-93;
- неравнополочный швеллер, изготовление на профилегибочных станах по ГОСТ 8281-80.
По форме швеллеры делятся на следующие виды:
- параллельные — с параллельными внутренними гранями;
- уклонные — с размещением внутренних граней под уклоном.
Особенности изготовления
Швеллеры, как опорный элемент многих конструкций, очень востребованы. Их не только производят из разных сортов стали, включая нержавеющую, но и применяют разные технологии изготовления.
Технология может быть горячекатаной или холоднокатаной. Имеются различия в геометрии полок. У одних изделий грани полок внутри параллельны между собой, у других — выполнены наклонно.
Независимо от конструкции полок, сортамент стальных швеллеров отличается высокой жёсткостью и небольшим весом. Эти качества дают возможность широко использовать их в строительстве и других отраслях промышленности для создания прочных конструкций, выдерживающих большие нагрузки.
Для получения гнутого профиля используется качественная сталь определённых марок. Процесс изготовления начинается с тщательного осмотра поверхности материала. На ней не должно быть вздутий и трещин, окалины и загрязнений. Незначительные дефекты типа рисок, забоин, отпечатков, которые не повлияют на качество готовой продукции, допустимы согласно ГОСТу.
Процесс изготовления металлоизделий происходит поэтапно. Внешний вид и характеристики готовых изделий зависят от технологических особенностей конкретного производства. От способа профилирования зависит последовательность работ:
- при непрерывном способе отформованный отрезок необходимой длины обрезается самим станком;
- при поштучном профилировании сначала производится нарезка заготовок и последующая обработка в агрегате.
В любом случае на выходе должно получиться качественное изделие, соответствующее ГОСТ 11475. Равнополочный гнутый профиль должен изготавливаться в соответствии с ГОСТ 8278-83, неравнополочный — по ГОСТ 8281-80.
Области применения
Использование горячекатаных стальных профилей на тех или иных объектах зависит от используемого металла при его изготовлении и от размеров. Чем больше номер изделия, тем более высокой прочностью оно обладает:
- при изготовлении небольших объектов, например, павильонов торговли, используется горячекатаный стальной профиль 5П;
- изделие с номером 8 используется как армирующий элемент при строительстве зданий;
- с номером 12 уже может участвовать в монтаже несущих частей.
Несущие части в результате использования профиля становятся более лёгкими, и при этом способны выдерживать большие нагрузки. Металлопрокат специального назначения выпускается для автомобильной промышленности, вагоностроения. Его производят из легированной стали. Марки стали, из которых изготовлен металлопрокат, выбирают в зависимости от условий, в которых им придётся работать. При воздействии низких температур, например, на Севере, используют профиль из низколегированной стали, которая не становится хрупкой на морозе.
Особенности выбора
Общим условием для выбора стального горячекатаного и гнутого металлопроката является сравнение расчётных параметров со свойствами стандартного варианта. Если разница менее 5%, то выбирают этот номер, а если более 5% – то следующий.
Для строений, рассчитанных на большие нагрузки, используют стальные горячекатаные швеллеры с наклонными внутренними гранями. Уклон граней может быть от 4 до 10%.
Гнутый стальной металлопрокат визуально отличается скруглением наружных углов. Это более дешёвый и лёгкий материал по сравнению с горячекатаными стальными видами. По прочностным характеристикам он уступает аналогичной горячекатаной стальной продукции.
Номер профиля и его тип должны определяться специалистами расчётным путём. Неправильный выбор может снизить надёжность строения.
Источник: promzn.ru