Швеллер: преимущества, классификация, производство и применение

Сопромат

Швеллер – это металлический профиль с сечением в форме литеры П. Обе полки находятся на одной и той же стороне, что придает необходимую жесткость и прочность данному металлоизделию. Эта форма обеспечивает небольшой вес и металлоемкость, что позволяет удешевить возводимые сооружения. Практически любое готовое изделие в реалиях современной промышленности не обходится без применения, такого металлического элемента, как швеллер.Преимущества, классификация, производство и применение швеллера.

Преимущества и классификация

Швеллер обладает неоспоримыми достоинствами, которые выводят его на первый план в строительном сортаменте после арматуры, это:
• высокие показатели к разнонаправленным видам нагрузок – осевой, изгибающей, на разрыв, на сжатие, ударной, боковой;
• хорошие показатели свариваемости;
• универсальность применения;
• возможность создания из него металлоконструкций без применения сварки, полностью разборных, его можно сложить как конструктор;
• легкость конструкций;
• невысокие показатели металлоемкости;
• смещение центра тяжести в сторону торцов полок;
• отличные эксплуатационные свойства.
Все варианты, в соответствии с определенным типом характеристик представлены в форме таблицы.

Тип классификатораВиды
Вид прокатагнутый (холоднодеформированный)
горячекатаный
Точность прокаткивысокой (А)
обычной (В)
Длина полкиравнополочный
неравнополочный
В соответствии с положением полок, обозначение отдельными литерамиэкономичный – Э
легкая серия с параллельными гранями – Л
специальный, с полками, имеющими наклонные внутренние грани – С
с уклоном полок – У (не более 10%)
с параллельными гранями полок – П
Длина швеллерамерная
кратная мерной
немерная

Производство, описание особенностей

Выпускается швеллер из металлической заготовки методом горячей прокатки на станах. Для производства квадрата обычно применяют два вида стали: углеродистую и конструкционную. Все нормативно-технические параметры и характеристики регламентируются ГОСТами, основные указаны в ниже представленной таблице.

ГОСТОписание
8240-97Это общий стандарт на стальной горячекатаный профиль.
19425-74Определяет параметры стального специального швеллера, сталь 18С, 20С – для автопрома.
8278-83Стальной равнополочный
8281-80Стальной неравнополочный
5267.1-90Применяют для изготовления вагонов, марки стали 8В, 18В, 14В.
380-2005; 535-2005Для марки стали – углеродистая обыкновенного качества.
19281-89Сталь повышенной прочности.
5521-86Для судостроения.
6713-91Низколегированные марки для мостостроения.

Чаще всего в строительстве используют марки стали 3 СП/ПС и 09Г2С. Различаются марки своими прочностными характеристиками, что определяется их химическим составом, то есть количеством углерода и марганца. Чем больше в химической формуле углерода и легирующих элементов (хром, бор, титан, ванадий, никель), тем более прочное и менее пластичное изделие выходит после проката. Нержавеющие марки стали используют гораздо реже и в специализированных проектах.

Профиль, который производится из алюминия, обладает существенными плюсами, такими как: стойкость к агрессивной окружающей среде, независимость от неправильного ухода, большая легкость.

Гнутые швеллера производят на профилегибочных станах из рулонной горячекатаной или холоднокатаной стали. Разновидности длин идентичны равнополочным.

Использование в промышленности

Данное изделие обладает параметрами, которые нашли широкое применение в ряде отраслей, таких как:
Строительство – для сложного армирования железобетонных конструкций, несущих деталей, укрепления стен, окон, лестничных пролетов, изготовления перекрытий, усиления бетона вместо арматуры.
Машиностроение – здесь применяют алюминиевый профиль для возведения каркаса автомобиля.
Дизайнерские решения – офисные и квартирные перегородки, витрины, стеллажи, конструкции для украшения интерьера помещения (мелкие алюминиевые швеллера).
Фасадные работы – стоки для воды, реставрация, в качестве элементов кровли, создания балкона, лоджии, пандусов, различных подставок, стоек или чердачных работ.
Вагоностроительная, судостроительная и станкостроительная сферы – в форме рам, каркасов, коробов для коммуникаций.
Для мостовых конструкций – в качестве усиления, опорных компонентов.
Для системы водоснабжения – при прокладке труб.
Для сезонных разборных сооружений – теплиц, временных складов, построек.

Применение в качестве балки

На использовании профиля в формате балки стоит остановиться подробнее. Для экономии его применяют при сооружении балок для перекрытий уже на месте строительного объекта, особенно для быстровозводимых зданий, не испытывающих слишком серьезных нагрузок. Но перед этим нужно учесть два нюанса при сваривании и создании балочной конструкции – усилия от нагрузок на изгиб сосредоточены в полках и центр изгиба не совпадает с плоскостью нагрузки на балку.
Профиль, в отличие от балки необходимо крайне жестко закреплять в пространстве возводимой конструкции, так как он может опрокинуться, опрокинув все сооружение, когда достигнет критического крутящего момента.
Предлагается ряд технологических решений для сооружения перемычек, уменьшающих возможность опрокидывания, это:
1. Спаренный профиль – это когда два швеллера соединены одним сварочным сочленением свободными гранями полок, сверху приваривают дополнительный металл, в виде пластин, такая конструкция прочная и жесткая. При этом нужно отметить, что затраты увеличиваются.
2. Дополнительные ребра жесткости – между полками приваривают пластины прямоугольной формы, которые увеличивают в разы пространственную стойкость компонентов любой конструкции.
3. Обкладка профиля кирпичной кладкой либо бетонирование внутри. Таким образом, обеспечивается должная поддержка перекрытий и жесткость.

Способ фиксации выбирается строго исходя из конкретного проекта (бюджет, необходимый запас надежности), и подбирается строго индивидуально еще на этапе проектирования.

Перед началом сварочных работ необходимо обязательно свериться с ГОСТом, чтобы учесть все возможные параметры. Для сварки наиболее ответственных узлов используют электроды УОНИ, они позволяют создать более качественный шов. Нужно учесть, что на границе сварки металл на 10–20% теряет свою прочность.

Перед сваркой профиль зачищается от загрязнений и ржавчины. Важно соблюдать температурный режим – до 40 градусов мороза. Между деталями нужно оставить промежуток в 3 мм, чтобы потом не пришлось зачищать шов болгаркой, а это значит потерять в прочности конструкции.

Основные производители и цены на рынке России.

Цены зависят от производителя, региона и размера. По доступной стоимости и в широком сортаменте данный прокат производят на территории Российской Федерации: Объединенное предприятие Евраз, в лице его комбината – НТМК, Азовсталь, Гурьевский металлургический завод, Магнитогорский металлургический комбинат, Чусовской металлургический завод.

Стоимость за 1 погонный метр мелких профилей до 10 швеллера равна около 400 рублей. Средний – до 1 180 росс. руб., стоимость же крупных размеров от 22 до 40 может доходить до 6 тысяч.

Учитывая все вышеописанные характеристики, параметры и достоинства этого фасонного изделия, можно сделать вывод, что его не может, при проведении широкого перечня работ, полноценно заменить не одно другое металлоизделие. А швеллер способен заменить двутавровую балку и профильную трубу, при этом удешевляя возводимое сооружение, что делает его универсальным и удобным для проведения практических любых конструкционных работ.

Сопромат

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.