Применение швеллеров

Возведение современных зданий и сооружений невозможно без металлопроката и металлических конструкций. Металл является одним из старейших строительных материалов, который использовался еще со времен древности. С развитием технологий расширялась и область применения металлических изделий.

Из металла изготавливается множество заготовок и конструктивных элементов. С помощью металлоконструкций можно быстро возводить здания, в том числе и по сложным дизайнерским разработкам. Швеллеры используются при возведении высотных зданий, небоскребов, конструкций, которые подвержены повышенным нагрузкам. 

Материалом для производства швеллера является сталь и алюминий. Используется низколегированная, а также углеродистая Швеллер обычно имеет П-образную форму. Номер швеллера равен расстоянию между двумя его внешними гранями. 

Швеллерные балки используются для армирования железобетонных конструкций, изготовления кранов, опор высоковольтных линий электропередач, мостов, нефтяных вышек и других сооружений, в которых должны сочетаться прочность, устойчивость и небольшой вес.

• Швеллер 10 П изготавливается методом горячей прокатки из стали свариваемых маток. Дополнительная термообработка не применяется. 
• Швеллер 12 П также изготавливается методом горячей прокатки. К его особенностям  относится хорошая свариваемость. Применяется в различных конструкциях для повышения их несущей способности, для армирования различных сооружений. 
• Швеллер 14 П, изготавливается на прокатном оборудовании. Имеет усиленную жесткость, используется для создания более прочных конструкций без дополнительных несущих балок.   Швеллер 14 П широко используется для усиления жесткости высотных построек, при создании кровельных  и межэтажных перекрытий, в вагоностроении. 
• Швеллер 16 П применяется в строительстве высотных домов, а также при создании различных металлических опорных сооружений и мостов средней длинны. Также, как и другие разновидности, изготавливается методом горячей прокатки. 
• Швеллера 18 П  применяется для армирования  высотных зданий, и высоконагруженных конструкций. 
• Швеллер 20 П  применяется для создания высоконагруженных и  движущихся конструкций, например, раздвижных мостов и стрел кранов. 
• Швеллер 40 П обладает максимальными показателями жесткости. Используется при создании конструкций, которые испытывают очень высокие нагрузки в процессе эксплуатации. Используются в судостроении, при возведении нефтяных платформ. 

Существует пять серий или разновидностей швеллера: специальные (С) серии, (У) серии с определенным уклоном внутренних граней полок, экономичные серии (Э) с параллельными гранями полок, легкие серии(Л) с параллельными гранями полок и серии(П) с параллельными гранями полок.

Гнутый швеллер широко используются при ремонте и строительстве зданий, при возведении каркасов. Преимуществом гнутого швеллера является экономичность, простота работы, долговечность и универсальность. 

что это такое, применение швеллера в строительстве

Применение швеллера в строительстве

Разделы статьи:

Что такое швеллер? Почему он так востребован в строительстве, и какие виды швеллеров существуют на сегодняшний день?

Что такое швеллер?

Швеллер — это стандартный металлический профиль, имеющий П-образное сечение. На сегодняшний день существуют различные типы швеллеров, которые отличаются друг от друга способом изготовления и конфигурацией. Большое разнообразие швеллеров, можно посмотреть на этом сайте rostov.atlantis.com.ru/katalog/shveller, где представлен широкий ассортимент данного металлопроката.

Основными характеристиками любого швеллера, является его длина, высота и ширина «шейки» (расстояние от соединяющих швеллер граней). В качестве материалов для изготовления швеллера служит низколегированная, либо углеродистая сталь, металлопрокат из которой особо прочен и надёжен в эксплуатации.

Сегодня швеллер нашёл самое широкое применение именно в строительстве. Посредством этого металлопроката, можно собрать опорную конструкцию без сварных соединений, которая будет отличаться особой надёжностью и долговечностью.

Виды швеллеров

Все существующие на сегодняшнее время виды швеллеров можно разделить по способу изготовления и конфигурации.

По способу изготовления, швеллеры бывают:

1. Равнополочные и неравнополочные;
2. Стальные горячекатаные и специальные швеллеры, которые применяются преимущественно в вагоностроении и машиностроении.

По своей конфигурации швеллеры бывают, как с параллельными гранями, так и с гранями, которые выполнены под определенным углом. Длина швеллера также может быть различной, от 4 и до 12 метров.

Кроме того, швеллеры подразделяются и в зависимости от своего назначения. Так, например, бывает швеллер, обычный широкого применения, который соответствует требованиям ГОСТ 8240-89. Бывает швеллер специальный, который используется преимущественно в вагоностроении и машиностроении.

Применение швеллера в строительстве

Однако, как было сказано выше, самое широкое применение швеллер нашёл именно в строительстве. Благодаря своим отменным физическим и механическим свойствам, данный вид металлопроката повсеместно используется для монтажа опорных сооружений, при изготовлении лестниц, межэтажных перекрытий и многого другого.

Без швеллера зачастую не обходится строительство, как бытовых сооружений, так и объектов промышленного типа. Нашёл применение данный металлопрокат и при осуществлении внутренней отделки, где из него делают основу под коммуникационные системы.

Горячекатаный швеллер — просто незаменимый металлопрокат для сборки ферм, колонн и кровель, а также мостов. Кроме строительства, пользуется спросом данный вид швеллера и в вагоностроении с автомобильной промышленностью.

Что такое швеллер в строительстве?

Швеллер – металлическое изделие, которое имеет П-образную форму. В переводе с немецкого языка его название переводится как «юбка». Главная цель применения швеллеров – увеличение прочности и устойчивости всевозможных конструкций, а также повышение их сопротивляемости высоким показателям нагрузки.

Применение швеллера в строительстве

Швеллер активно используется при возведении крупногабаритных стержневых сооружений, постройке зданий жилого назначения, а также создании и ремонте объектов промышленности. При этом он исполняет роль армирующего и опорного элемента в металлоконструкциях, которые берут на себя основную нагрузку. Кроме того, швеллер предназначен для армирования стен и плов в различных зданиях и укрепления дорог.

Нашел свое применение швеллер и во внутренней отделке, где его используют как основу для размещения коммуникационных систем, например кабелей высокого напряжения или водоснабженческого оборудования. Именно его можно увидеть на пандусах, предназначенных для инвалидных колясок, тележек и т.д.

Виды швеллеров в строительстве

Все швеллера можно разделить на две большие категории, согласно способу их изготовления. Если изделие было создано технологией горячего катания, то оно получает название горячекатаный швеллер. Методом холодного катания изготавливается швеллер гнутый, главная отличительная черта которого – сглаженные углы полок.

Холодногнутые и горячекатаные изделия активно применяются в строительстве, поскольку дают возможность сооружать износостойкие и очень надежные в плане прочности конструкции. Помимо этого, использование швеллеров позволяет значительно снизить металлоемкость строящихся объектов.  

Маркировка швеллеров

Разобраться в ассортименте швеллеров поможет маркировка, которая сообщает о свойствах изделия. Она представляет собой надпись из цифр и букв, где первые означают промежуток в сантиметровом измерении между внешними краями полок, а вторые – видовые характеристики:

• «П» — края полок параллельны;
• «Л» — легкое изделие, грани которого тоже параллельны;
• «Э» — экономичная модель с теми же параллельными краями;
• «У» — швеллер, внутренние грани которого находятся под наклоном;   
• «С» — материал специального назначения.

Если говорить непосредственно о применении тех или иных видов в строительстве, то швеллера ₅П часто используются при сооружении малогабаритных конструкций из металла, например павильонов торговли, которые рассчитаны на незначительные нагрузки.

Производство и виды швеллера, сравнение швеллеров холодной и горячей прокатки Статьи

Швеллер – виды, их особенности, области применения

Швеллер – металлоизделие П-образного сечения, изготовленное способами прокатки или гибки. Швеллеры представлены меньшим ассортиментом, по сравнению с угловым прокатом. Но предлагаемого сортамента вполне достаточно для реализации большинства инженерных решений. Основная область применения швеллера – крупногабаритные стержневые конструкции колонн, прогонов крыш, мостов.

Геометрические параметры П-образного профиля

Размерные параметры швеллера определяются номером, который равен высоте (расстоянию между наружными гранями), определённой в сантиметрах. Прочие размеры установлены ГОСТом и представлены в справочных таблицах.

Внимание! Существует общее условие выбора швеллера (и других сечений балки) для конкретной инженерной задачи. Если расчётные параметры изделия уступают свойствам ближайшего стандартного варианта менее чем на 5%, то выбирают именно этот номер. Если более 5%, то предпочтение отдают следующему номеру.

П-образный профиль изготавливают двумя способами – горячей прокаткой и гибкой.

Горячекатаный стальной швеллер – основные характеристики и сферы использования

Швеллер стальной горячекатаный – фасонный прокат, способный придавать особую прочность строительным конструкциям. П-образная форма обеспечивает устойчивость изделий к осевым усилиям и боковым деформациям, поэтому такая продукция незаменима в мостостроении и других производствах, испытывающих серьёзные нагрузки.

По точности размерных параметров выделяют три группы:

• А – высокой;
• Б – повышенной;
• В – обычной.

Изделия категорий Б и В относятся к продукции высшей категории качества.

Горячекатаный швеллер изготавливают с полками, внутренние поверхности которых находятся параллельно друг к другу или с уклоном. Помимо обычных изделий с параллельными внутренними гранями, выпускают изделия лёгкой и экономичной серий.

Внимание! Для изготовления конструкций, предназначенных для работы под большими нагрузками, используют швеллеры с наклонными внутренними гранями. Уклон поверхностей может составлять 4-10%.

Специальный швеллер выпускают для автомобилестроения и производства вагонов. Такие изделия разделяют на два класса: А – высокой прочности и В – обычной. Класс прочности определяется точностью прокатки.

Высота горячекатаного швеллера обычного и специального назначения колеблется в пределах 50-400 мм, ширина полки – 32-115 мм, длина изделия – 4-12 м. По требованию заказчика могут поставляться отрезки длиной более 12 м.

Гнутый швеллер – заготовки для производства и основные свойства

Этот вид П-образного профиля изготавливается из листовой горяче- или холоднокатаной стали обыкновенного качества, качественной конструкционной, низколегированной стали. Оборудование – профилегибочные станки. Размеры гнутого швеллера определяются так же, как и горячекатаного, – номерами. Разновидности продукции – равнополочная и неравнополочная.

Отличия гнутого швеллера от горячекатаного:

• Визуальная характеристика – скругление наружных углов.
• Преимуществом гнутых изделий является исправление дефектов заготовки при обработке на профилегибочных станках. Это исключает потребность в последующей обработке продукции, например, снятии фасок.
• Гнутый швеллер – более дешёвый и меньший по весу вариант, по сравнению с горячекатаными изделиями.

Сферы использования гнутого швеллера

Прочностные характеристики П-образных изделий, полученных способом гибки, уступают аналогичным параметрам горячекатаной продукции. Поэтому гнутый швеллер не применяют при устройстве несущих элементов, планируемых для эксплуатации в условиях серьёзных нагрузок.

В каких ситуациях применяют гнутый швеллер:

• В стальных каркасах в роли дополнительных усиливающих деталей.
• В мероприятиях по реконструкции объектов жилого и промышленного использования. Такие изделия позволяют снизить нагрузку на фундамент.
• В отделочных работах. Например, для создания перегородок в жилых строениях, офисах, производственных помещениях.
• В производстве рамных конструкций в автомобиле- и вагоностроении. Наиболее часто – для изготовления несущих рам грузовых автомобилей, строительной и дорожной техники.

Тип швеллера и его номер определяют только по результатам расчётов, произведенных специалистом. Неправильный выбор размерных и прочностных характеристик может стать причиной снижения надёжности конструкции.

виды, классификация и их применение в строительстве

При возведении высотных зданий возникает необходимость в устройстве несущего каркаса, для изготовления которого применяют стальные балки. Для усиления конструкций используют различные виды швеллеров.

Виды швеллеров по ГОСТ и их классификация

Что такое швеллер, почему он нашел широкое применение в строительстве? Это изделие из металла, которое имеет сложное сечение. Такая форма не случайна: особенности конструкции позволяют сократить расход материалов, в также значительно увеличить сопротивление балок на растяжение.

Существует несколько разновидностей швеллеров, в частности выделяют два класса изделий в зависимости от формы сечения:

• в виде буквы «Н»;
• П-образного типа.

Изделия второго вида могут быть изготовлены с применением метода горячего или холодного проката. Горячекатаными могут быть только профили, которые имеют острые углы. Изготовленные по технологии холодного проката имеют плавные изгибы, при этом их полки могут иметь различные размеры.

Основная область использования швеллера с сечением в форме буквы «Н» – строительство. Такие изделия производят только методом горячей прокатки. Свойства швеллеров обусловлены материалом изготовления. Они традиционно производятся из стали, которая имеет низкое содержание легирующих элементов. В дополнение может быть применен специальный алюминий или чугун.

Сортамент изделий обширен. Именно поэтому при выборе металлического швеллера необходимо обратить внимание на его вид и размер, то есть на данные, указанные в маркировке. В ней присутствуют цифры и буквы. С помощью букв обозначают расположение внутренних плоскостей. Цифры отображают расстояние между внешними плоскостями. Обратите внимание:

• швеллеры специального назначения имеют в маркировке букву «С»;
• изделия, которые созданы с использованием минимального количества металла, обозначают буквой «Э»;
• швеллеры, которые применяют для подъемников, обозначают «М».

Изделия идеально подходят для создания поясов для армирования, а также для сооружения перекрытий зданий и опор. Именно с их помощью возводят сейсмоустойчивые объекты.

Швеллер — использование и нагрузка

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:

1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Самые востребованные размеры швеллеров

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 — один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

Благодаря высоким эксплуатационным качествам, «двадцатка» часто применяется в конструкциях с высокими нагрузками — как динамическими, так и статическими.

Встречаются и нестандартные применения швеллеров. Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП — «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.

Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.

При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.

Иногда швеллеры используют еще в качестве направляющего грузоподъемного устройства, в том числе, как пандусы для колясок и тележек.

В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.

Сколько может весить швеллер

Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?

А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.

Что же можно узнать из маркировки?

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

Тот же швеллер, но только из стали 09Г2С повышенной точности прокатки получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89, в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.

А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм — высота сечения изделия, 80 мм — ширина полок, а 6 мм — толщина полок и стенок)

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. «Козырек над подъездом». К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.

Вид B. «Межэтажные перекрытия»Жестко закрепленные однопролетные балки, нагрузка на которые распределена равномерно. Обычно это балки перекрытий между этажами.

Вид C. «Шарнирная балконная опора». Балки имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно, но они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

Вид D. «Под две перемычки». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых действуют две сосредоточенные силы. Обычно это перемычки, на которые опирается другая пара балок-перекрытий.

Вид E. «Под одну перемычку». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которые опирается одна балки другого перекрытия.

После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

     -Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

     -Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента.

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. ( 1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

Видео по теме: