Стальные швеллеры применяются в самых разных сферах строительства, включая каркасные конструкции, арматурные мосты и автомагистрали. Они также используются в качестве опор промышленного оборудования статического действия, а также в вагоностроении, архитектурно-декоративном проектировании (в том числе, бытовых объектов) и т.п. Учитывая эти обстоятельства, в каталогах ЗАО ТФД «Брок-Инвест-Сервис и К» всегда присутствует значительная номенклатура типоразмеров данного вида фасонного проката.
Как облегчить выбор и не ошибиться с размерами стальных швеллеров? Этому и посвящена статья, предлагаемая вашему вниманию.
Но сперва предлагаем изучить таблицы с основными размерами швеллеров:
Таблица 1 — Швеллеры с уклоном внутренних граней полок
Таблица 2 — Швеллеры с параллельными гранями полок
Таблица 3 — Швеллеры экономичные с параллельными гранями полок
Таблица 4 — Швеллеры легкой серии с параллельными гранями полок
Таблица 5 — Швеллеры специальные
Обзор нормативных документов, действующих при изготовлении стальных швеллеров
Технические требования и сортамент швеллерных профилей отечественного производства регламентируются следующими стандартами:
- ГОСТ 8240-97 – основной стандарт, который классифицирует стальные швеллеры универсального применения на группы и определяет размеры профилей;
- ГОСТ 19425-74, который содержит информацию по специальным швеллерам, отличающихся от обычных своими нестандартными размерами и улучшенными эксплуатационными характеристиками – повышенными показателями прочности и стойкости от коррозии;
- ГОСТ 8278-83, определяющий размеры швеллеров, которые производятся не технологией горячей прокатки, а методом последовательного профилирования из стальной полосы.
Несущая способность стальных швеллеров зависит от размеров поперечного сечения и длины единицы проката. Механические показатели определяются маркой стали, из которой изготовлен профиль.
Швеллеры по ГОСТ 8240-97
К числу основных размеров поперечного сечения стального швеллера относят:
- Высоту профиля (от 50 до 400 мм);
- Высоту верхней и нижней полки (от 32 до 115 мм);
- Толщину полки (она может иметь постоянное значение – от 7.0 до 13,5 мм - или переменное, с минимальным значением от 7,7 мм; переменное значение характерно для швеллеров с наклонными полками);
- Толщину стенки (от 4,4 до 8,0 мм), соединяющей обе полки между собой;
- Высоту стенки – от 6 до 15 мм;
- Величину радиусного перехода (от 2,5 до 9,0 мм) между стенкой и полкой.
При выборе типоразмера швеллера учитывают также его длину. Она может быть мерной, немерной и кратной мерной длины в пределах 2…12 м (по специальному требованию производят стальные швеллеры, длина которых может превышать 12 м).
Прочие показатели считаются расчетными и влияют преимущественно на значения напряжений и деформаций профиля, проявляющиеся при действии на него эксплуатационных нагрузок. Особенно это важно для случаев, когда швеллерный узел периодически подвергается ударным и/или знакопеременным внешним силам.
Специальные швеллеры по ГОСТ 19425-74
По этому стандарту производят профили, используемые для изготовления средств безрельсового транспорта. В условном обозначении таких швеллеров присутствует заглавная буква С. Технология получения – горячая прокатка.
Диапазоны размерного ряда специальных швеллеров (предусмотрено только наклонное исполнение внутренних сторон полок):
- Высота поперечного сечения - от 180 до 300 мм;
- Высота полок - от 68 до 87 мм;
- Толщина полки – переменная (уклон грани не более 10%), от 7,0 до 9,5 мм;
- Высота стенки – от 10,5 до 13,5 мм;
- Величина радиусного перехода, соединяющего стенку с полками - от 5,3 до 6,8 мм.
Диапазон длин специальных швеллерных балок (длина мерная, немерная, кратная мерной) - 3…13 м.
Специальные швеллеры производят двух групп точности, которые различаются размерами предельных отклонений.
Гнутые швеллеры по ГОСТ 8278-83
Исходной заготовкой в большинстве случаев служит катаная стальная полоса по ГОСТ 103, которую последовательно изгибают, пропуская сталь через несколько пар деформирующих валков. Поскольку профилирование ведется в холодном состоянии, то размерная точность конечного продукта здесь – наивысшая. Недостаток – необходимость в увеличенных значениях радиусных переходов, что обусловлено ограничениями по пластическим характеристикам материала прокатного профиля.
Предусматривается производство только швеллеров с одинаковой высотой полок. Готовые профили имеют следующие размеры:
- Высота швеллера - от 25 до 410 мм;
- Ширина профиля - от 26 до 160 мм;
- Толщина полки – от 1 до 7 мм;
- Высота стенки – от 3 до 20 мм;
- Величина радиусного перехода между стенкой и полками - от 3 до 20 мм.
Стандартная (мерная) длина гнутого швеллера – от 3,0 до 11,8 м (или принимается равной длине исходного листа/полосы). ГОСТ 8278-83 предусматривает также выпуск профиля немерной и кратной мерной длины, но не более 12 м.
Следует отметить, что толщина швеллера равна толщине исходной стальной полосы, поскольку утонения материала при профилировании практически не происходит. При индивидуальном заказе швеллерного профиля задаются желаемой величиной высоты или ширины, а затем подбором (либо расчетом) устанавливают ширину и толщину заготовки. Если полученное значение в ГОСТ 103 отсутствует, то исходную полосу получают продольным роспуском листа нужной толщины на листовых ножницах.
На что влияет правильный выбор размеров швеллера
Ключевым параметром выбора является толщина швеллера. Выбор правильной толщины профиля имеет решающее значение для обеспечения структурной целостности получаемой конструкции. В большинстве применений швеллер служит именно опорной деталью, поэтому его толщина определяет безопасность и работоспособность узла.
Почему самым важным фактором при выборе типоразмера швеллера является его толщина
По соображениям прочности более толстый швеллер обычно обеспечивает и более высокую несущую способность узла, хотя использование профилей с увеличенной толщиной стенки может поднять затраты на материалы, а вес конструкции возрастает.
Толщина стального С-швеллера существенно влияет на его соотношение прочности и веса, что важно для эффективного проектирования. Выбор толщины, которая оптимизирует это соотношение, гарантирует, что конструкция может выдерживать ожидаемые напряжения без избыточного использования материала.
Использование неправильно выбранного размера может привести к структурным сбоям, поставить под угрозу безопасность и потенциально потребовать дорогостоящего ремонта или замены. Например, если швеллер слишком тонкий, он может прогнуться под нагрузкой, а слишком толстый швеллер приведет к потере материалов и ресурсов. Следовательно, точность в выборе толщины имеет решающее значение для предотвращения этих проблем.
Оптимизация толщины – результат учета и анализа ряда параметров.
Ожидаемая нагрузка на швеллер
Расчет несущей способности включает всестороннюю оценку конструктивных требований, включая как динамические, так и статические силы. Эти силы определяют, какой вес может выдержать поперечное сечение швеллера без деформации и структурных повреждений.
Когда прочность является приоритетом, выбор более толстых стальных швеллеров является стратегическим решением. Прочный швеллер делает конструкцию идеальной для тяжелых условий эксплуатации, когда (помимо повышения общей прочности) возрастает также устойчивость к изгибу и короблению. Это имеет решающее значение для конструкций, подвергающихся воздействию боковых сил или факторов окружающей среды.
Прочность и качество материала
Выбор марки стали является важным фактором, определяющим прочность материала в строительстве. Более прочные марки стали часто обеспечивают достаточную прочность, позволяя при этом уменьшить толщину материала, что эффективно снижает общие затраты на проектирование и монтаж швеллерных конструкций. Например, 12ГС - высокопрочная низколегированная сталь - широко используется при возведении каркасов из-за своих хороших эксплуатационных характеристик (прочности, стойкости к знакопеременным нагрузкам, свариваемости).
Применение конструкционных легированных сталей позволяет использовать швеллеры с более тонкими стенками без ущерба для структурной целостности. Хотя такие стали имеют более высокую стоимость, они обеспечивают долгосрочную экономию за счет снижения веса и повышения производительности. Высококачественная сталь может эффективно отвечать требованиям как легких, так и тяжелых условий эксплуатации, сохраняя при этом долговечность и сокращая потребности в техническом обслуживании.
Условия окружающей среды и толщина
При выборе размера стального швеллера всегда принимают во внимание воздействие влаги, коррозии и экстремальных температур. Различные регионы - прибрежные районы, промышленные зоны, высокогорная местность - создают проблемы с влажностью и коррозией.
Швеллеры с более толстыми стенками обеспечивают дополнительную защиту от коррозии и могут выдерживать большие колебания температуры. Более толстые профили обеспечивают также и повышенную долговечность в суровых условиях эксплуатации. Таким образом, приоритет толщины позволяет швеллерным конструкциям более эффективно противостоять неблагоприятным воздействиям окружающей среды.
Заключение
Выбор подходящей толщины стальных швеллеров предполагает тщательную оценку нескольких критических факторов. К ним относятся грузоподъемность, качество материала, условия окружающей среды и соображения стоимости.
Баланс между требованиями к производительности и ценовыми ограничениями необходим для достижения оптимальной конструкции, отвечающей всем структурным и финансовым требованиям. Правильный выбор размера профиля может облегчить принятие обоснованных решений, гарантируя, что выбранная толщина соответствует как спецификациям проекта, так и бюджетным ограничениям.
Учитывая эти соображения, ЗАО ТФД «Брок-Инвест-Сервис и К» старается предлагать своим клиентам максимально возможный ассортимент швеллерных профилей - сообразно сложности проекта, объемам строительных работ, требованиям к стойкости и долговечности конструкции. Специалисты компании готовы оперативно ответить на возникающие вопросы, а также помочь в оформлении индивидуального заказа на поставку партий специальных швеллеров с требуемой размерной гаммой. Выполним доставку приобретенного вами товара по всей России.