Швеллер для чего применяется
Фасонный металлопрокат: швеллер
Швеллер — один из весьма распространенных и узнаваемых вариантов профиля металлопроката. Почему он так называется? Название его происходит от фамилии немецкого инженера, который впервые использовал его в строительстве.
Сечение швеллера — широкая буква “П”: состоит из двух “полок” и одной стенки. Швеллер, как и многие другие виды металлопроката специализирован в своем направлении: используется в основном в строительстве и машиностроении. Он востребован из-за сечения, которое позволяет нести высокие нагрузки, и с которым можно добиться плотного прилегания.
Какой бывает швеллер?
Швеллер классифицируют согласно следующим критериям:
Способ изготовления
Этот вариант производится при помощи прокатки заготовки при температуре
1200 градусов по Цельсию.
Производится на трубных станах из рулонной стали различного качества и свойств.
Швеллер горячекатаный превосходит гнутый по прочностным характеристикам (при равной толщине стенки), поэтому чаще применяется именно он.
Форма
Швеллер горячекатаный (по ГОСТ 8240-97) подразделяется следующим образом:
Полки этого варианта имеют уклон с внутренней стороны, что позволяет лучше сопротивляться изгибающим деформациям. Такой швеллер на изгиб более жёсткий.
Как можно понять из названия, полки этого проката параллельны друг другу.
Последние два варианта применяются довольно редко.
Материал
Основной объем швеллера изготавливается из углеродистой стали. Швеллер из низколегированной стали встречается гораздо реже.
Марка швеллера
Начнем с разбора маркировки горячекатаного швеллера №20У. Маркировка проста: “20” в данном случае обозначает наружный габарит, то есть размер от одной полки до другой (размер измеряется по наружным граням полок) в сантиметрах. То есть, это 20 сантиметров. “У” — это швеллер с уклоном внутренних граней полок. Также на этом месте может быть литера “П” — с параллельными гранями полок; “Э” — экономичные; и “Л” — легкой серии.
Маркировку швеллера гнутого также несложно прочитать. Например: швеллер гнутый 100х50х4. Так, как этот вариант производится из рулонной стали, то конечный продукт, как и заготовка для него, имеет одну и ту же толщину металла на всем протяжении сечения профиля. В данном случае это будет “4”. Величина указывается в миллиметрах. 100 в данном случае — размер “стенки”, а 50 — размер “полок”.
Для чего нужен швеллер?
Швеллер — весьма распространенный и востребованный вид металлопроката, и применяется часто и много. Поэтому, сферы его использования весьма обширны. Перечислим основные из них:
Строительство. Можно перечислить следующие примеры: армировка элементов конструкций, опорная функция в конструкциях, ниши для различных коммуникаций (получается полноценный канал, так как швеллер полый внутри).
Машиностроение. Опорные и фиксирующие детали (помним о плоской удобной “стенке”), крепежные детали, каркасы, оснастка для сборки-сварки изделий, и т. д.
Автомобилестроение. По аналогии с машиностроением.
Какой выбрать швеллер?
К этому вопросу стоит подойти комплексно — в зависимости от ваших задач. Если конструкция из швеллера будет нести ответственные нагрузки, стоит привлечь специалистов, произвести необходимые расчеты.
Если швеллер будет компонентом не ответственных конструкций, можно воспользоваться интернетом — поискать статьи на профильных форумах, реализованные проекты, похожие на ваш. Изучить отзывы тех, кто уже построил похожий проект, и повторить этот опыт, принимая всю полноту ответственности за самостоятельный выбор. Детали для проектов, и, соответственно, размер и сечение швеллера, будут уже рекомендованы.
Металлопрокат выпускается разнообразных конфигураций, и в каждой конкретной ситуации оптимально подойдет свой профиль, будь то швеллер, профильная труба, или любой другой профиль. В компании “Первая Металлобаза” в Санкт-Петербурге вы найдете большое разнообразие черного металла. Если в наличии нет того изделия, которое вам необходимо, мы сможем привезти его под заказ.
Швеллер: применение, преимущества, производство, материал, маркировка и виды
Автор: Константин Вавилов · Опубликовано 21.10.2017 · Обновлено 28.04.2018
Швеллер – это изделие из металла, имеющее П-образную форму. Название его переводится с немецкого как «юбка». Швеллер имеет широкое распространение. Его применяют там, где нужно придать конструкции дополнительную устойчивость и сопротивления высоким нагрузкам. Швеллер используется как арматура для стен или кровли, и в качестве усиления бетона. Без него невозможно возвести ни одно промышленное сооружение или жилой дом.
Область применения швеллера
Это металлическое изделие имеет широкую область применения. Главным образом швеллер используется в строительстве. Его применяют при сооружении каркасов производственных и жилых зданий, прокладке коммуникаций и для усиления несущих конструкций. Профиль как самостоятельная деталь встречается в перекрытиях, каркасах зданий и пандусов. При возведении мостов, отделочных работах и при реконструкции зданий жилого промышленного назначения также его используют. Без швеллера нельзя представить строительство опорных колон и кровельных прогонов.
Этот металлический элемент, благодаря своей форме, способен придать конструкции дополнительную жесткость и устойчивость. Швеллер способен выдерживать большие осевые нагрузки и противостоять нагрузкам на изгиб. Сегодня выпускаются различные виды швеллеров, которые применяются в различных конструкциях. Сфера применения этого изделия зависит от его типоразмера и марки стали. Благодаря высоким несущим способностям швеллера он используется практически во всех отраслях промышленности.
Важно: по противодействию направленным вниз вертикальным нагрузкам П-образный профиль уступает только балке двутаврового сечения.
Из-за высоких технических характеристик горячекатаный профиль нашел применение в станкостроительной отрасли. Имея хорошую прочность, швеллер выдерживает вибрацию и большие нагрузки. Он используется как элемент рамы и креплений для двигателя.
Преимущества
Экономическая выгода эксплуатации в том, что швеллер вес которого небольшой имеет высокую прочность осевого давления и на изгиб. Это позволяет изготавливать облегченные металлоконструкции. Материал хорошо поддается механической обработке и легко сваривается при монтаже. Изделие отличается простотой в монтаже и при транспортировке.
Применение профиля увеличивает срок службы конструкции из-за износостойкости материала. Удобен при проведении монтажных работ на высоте, так как из-за небольшой массы можно подавать наверх большие партии изделия. Благодаря точности размеров швеллер применять сразу без рихтовки и предварительной подгонки.
Во время производства швеллер подвергается термическому воздействию. Во время этого в кристаллической решетке металла происходит рекристаллизация, затем отжиг, который снижает внутреннее напряжение, нормализация и др. Отжиг увеличивает пластичность и вязкость и снижает твердость и прочность, а это улучшает податливость изделия механической обработке.
Профиль благодаря форме сечения имеет хорошую прочность и жесткость поэтому выдерживает большие нагрузки в течение длительного времени сохраняя свои свойства. Он противостоит воздействию влаги, устойчив к механическим повреждениям и не подвержен деформации так как в материале нет слабых мест подверженных разрушению.
Способ и материал для производства
Изготавливают профиль согласно требованиям, ГОСТ 8240-97. В качестве исходного материала для производства используют конструкционную, высокоуглеродистую и низкоуглеродистую сталь. А также применяются стали с легирующими элементами. Выбор зависит от требования к техническим характеристикам швеллера.
Во время производства профиля заготовка прямоугольной формы разогревается до необходимой температуры и подается на специальный прокатный стан. На этом агрегате происходит процесс последовательного обжатия материала вращающимися валками. Так как при изготовлении швеллера размеры становиться меньше то заготовка берется с запасом для производства.
Вначале обработке подвергается центральная часть изделия и делают ее в виде Буквы М. Затем выравнивают и полученный горячекатаный швеллер отправляют на машину для калибровки. На ней профиль доводится до точных размеров. Несмотря на трудоемкость горячий прокат имеет высокую производительность и хорошее качество.
Маркировка и виды
По способу производства швеллеры можно разделить на две большие группы:
Эти два вида швеллеров имеют различные эксплуатационные характеристики и сферу использования. Визуально отличить один вид от другого можно с помощью различий их углов. У гнутого швеллера они закруглены.
Кроме такого, все швеллеры делятся по размерам, регламентируемых нормативными документами. При этом существует три категории точности их изготовления:
Швеллеры могут иметь различный размер. Выбор этого изделия для той или иной конструкции определяется его расстоянием от одной полки до другой. По ГОСТу оно может быть 32–115 мм. Это расстояние обозначается в номенклатурных документах цифрой. Которая стоит сразу после обозначения элемента. И также разделяются эти изделия по длине. Она обычно варьируется в диапазон 4–12 метров. Высота полок швеллера может быть от 5 до 40 см.
В зависимости от прокатки горячекатаные швеллеры делятся на серии:
Самыми популярными видами изделий такого типа являются:
Преимущества горячекатаного швеллера
Главным преимуществом этого изделия является его форма. Благодаря ей он и используется там, где нужны высокие показатели жесткости. Преимущества этого вида металлопроката:
Но это металлическое изделие имеет еще одно преимущество – швеллер устойчив к коррозии.
Но есть и недостатки. Горячекатаный швеллер плохо подвергается сварке. Поэтому в сборных конструкциях, где соединение элементов происходит на сварку, используется изделие, произведенное с помощью холодного проката.
Преимущества гнутого швеллера
Производства этого вида металлопроката происходит на специальном профилегибочном станке. Парные прессующие валы с двух сторон действуют на заготовку из листового металла, придавая ей П-образную форму. С помощью современного оборудования этот процесс происходит в автоматическом режиме и имеет целый ряд преимуществ: скорость, возможность создания профиля любой формы и т. п.
В отличие от горячекатаного швеллера его гнутая разновидность обладает низким весом. Что позволяет использовать такой вид швеллера в облегченных металлоконструкциях. Низкая масса этого изделия сокращает время на его монтаж и уменьшает трудоемкость этого процесса.
Гнутый профиль используется:
Облегченные версии гнутого профиля можно использовать для сборки каркаса теплиц и возведения временных сооружений. Сферой использования этого изделия является не только строительство, но и вагоностроение, станкостроение, судостроение, автомобилестроение и т. п. С его помощью можно изготовить изделия, обладающие высоким сопротивлением нагрузкам, но обладающих небольшим весом.
Хранение и транспортировка
Хранится металлическая продукция швеллерного сечения на специальных площадках, увязанная с помощью стальной ленты или проволоки. Ее отгружают по весу или погонным метрам. Готовая к отгрузке продукция может иметь ржавчину согласно указанным в ГОСТе нормам. Перевозка швеллеров производится в кузове открытого типа, фургоне или полувагоне.
Двутавр или швеллер?
Выбор в пользу того или иного металлопроката основывается на сфере его применения. По прочности двутавр существенно обходит швеллер. Выступающие с двух сторон полки лучше распределяют вес и способны выдержать значительные нагрузки. При сильных нагрузках на швеллер возникают силы, которые его стремятся скрутить. Чего при использовании двутавра быть не может.
При сравнении этих видов металлопроката одного типоразмера, толщины стенок и размеров полок, с нагрузкой, действующей перпендикулярно их оси, то П-образный профиль окажется прочнее. Это обусловлено его формой. Расположенные в одну сторону полки делают так, что центр тяжести выходит за его поперечное сечение и смещен в сторону торцов. В то время как у двутавра он находится ровно посередине.
Отсюда следует, швеллер обладает лучшим сопротивлением на боковые нагрузки, а двутавр — осевым сопротивлением.
Какой профиль выбрать?
Все зависит от конструкции, в которой будет использоваться изделие. Двутавры часто используются в качестве несущих конструкций. В то время как швеллеры более универсальны. Что делает их сферу использования более широкой. Их, в отличие от двутавров можно использовать в качестве элементов автомобилей или морских судов.
Швеллеры, благодаря выступающим только с одной стороны полкам, можно использовать в различных строительных конструкциях. По сути, в некоторых конструкциях они могут даже использоваться как альтернатива двутаврам. Тогда как обратная замена не всегда целесообразна. Особенно, в легких конструкциях.
Алюминиевый швеллер
Отдельно нужно сказать про алюминиевый швеллер. Это изделие, имеющее «традиционный» профиль, но изготовленное из алюминия. Этот металл позволяет еще больше снизить вес швеллера и дает этому изделию такую сферу применения, где конструкции должны иметь малый вес.
П-образный алюминиевый профиль может быть:
Алюминиевый швеллер неплохо справляется с нагрузками, устойчив к изгибам и противостоит деформации на кручение. Он может использоваться там, где нет высоких нагрузок. В отличие от стали, алюминий никак не контактирует с воздухом и водой. А значит ему не страшна коррозия. В отличие от алюминиевой трубы, швеллер из этого материала способен выдерживать те же нагрузки, но существенно снижает вес конструкции.
Алюминиевый аналог стального швеллера используется не только в строительстве, но и в отделке фасада зданий. Поэтому, кроме своих высоких характеристик, он должен обладать привлекательным внешним видом. А для того чтобы алюминиевый сплав не потерял своих эстетических качеств, его покрывают анодно-оксидной пленкой.
Заключение
Швеллер – это такое изделие из металла, которое имеет огромную сферу использования. Для выбора необходимого типа этого изделия для своих нужд необходимо рассчитать возможные нагрузки, под которыми будет находиться этот конструктивный элемент. Расчет сложных конструкций должен выполняться только профессионалами. Даже одна ошибка может привести к серьезным последствиям.
Швеллер – что это такое
Череповецкий завод «ЧЗМК» работает с различными видами сертифицированного металлопроката. Для придания конструкциям устойчивости к нагрузкам используется швеллер. Из статьи вы узнаете все о видах, особенностях и применении этих металлоизделий.
Что такое швеллеры?
Швеллер — это узнаваемый и широко распространенный вид металлопроката, название которого означает «юбка» в переводе с немецкого. Металлический элемент П-образной формы действительно отдаленно напоминает этот предмет одежды. Поперечное сечение швеллера составляют две полки и одна стенка в различных вариантах: грани могут быть параллельными или располагаться под углом относительно друг друга. Благодаря этой форме металлопрокат может выдерживать высокие нагрузки, при этом позволяя добиться плотного прилегания.
Для изготовления швеллеров используют различные сплавы цветных или черных металлов. При этом изделия должны соответствовать определенным госстандартам в целях универсальности применения. Для каждой разновидности швеллеров предусмотрен отдельный ГОСТ.
Производство швеллеров
В соответствии с требованиями ГОСТ, исходный материал для изготовления швеллеров — это конструкционная, высокоуглеродистая или низкоуглеродистая сталь. В некоторых случаях могут использоваться стали с содержанием легирующих элементов. Окончательный выбор конкретного материала для швеллеров диктуют требования к техническим характеристикам будущего изделия.
Производят металлические детали с использованием прокатного стана. Разогретая до требуемой температуры прямоугольная заготовка подается на него, после чего происходит последовательное обжатие материала вращающимися валками. Размеры заготовки подбираются с учетом особенностей процесса: готовый швеллер получится меньше, поэтому необходим запас для производства. В первую очередь обрабатывают центральную часть будущего изделия, придавая ей форму буквы М. После этого горячекатаный швеллер выравнивают и отправляют на калибровку при помощи специальной машины, которая доводит профиль до точных параметров.
Процесс производства достаточно трудоемкий, однако горячий прокат обладает высокой производительностью и отличным качеством.
Классификация швеллеров
Швеллеры принято классифицировать в зависимости от следующих параметров:
2. Метод производства:
Помимо разницы в эксплуатационных характеристиках и сфере использования, эти две разновидности швеллеров отличаются визуально. Гнутые изделия имеют характерные закругленные углы.
Еще один немаловажный аспект швеллеров — их размер, который регламентируют нормативные документы. Точность изготовления элементов подразумевает наличие трех категорий:
Расстояние между полками швеллера также может быть разное — ГОСТ допускает диапазон значений этого параметра от 32 до 115 мм. Другие допустимые параметры металлоизделий: длина — от 4 до 12 м, высота полок — от 50 до 400 мм.
Маркировка швеллеров
Для удобства выбора горячекатаных швеллеров с нужными параметрами из сортамента производители используют специальные числовые и буквенные обозначения. Маркировка позволяет легко сориентироваться в разнообразии вариантов и подобрать оптимально подходящие по размеру и характеристикам металлопрофили для решения конкретной задачи.
Согласно ГОСТ 8240-97, первая цифра обозначения — это основная характеристика, которая указывает на размер швеллера, то есть, расстояние между его полками. Буква маркировки, которая идет за цифрой, позволяет определить тип П-образного профиля.
Выделяют следующие серии швеллеров:
Самое большое распространение в строительстве и других отраслях получили металлоизделия со следующей маркировкой:
Чтобы прочитать маркировку гнутого швеллера, достаточно понимать очередность, в которой перечисляются параметры. Так, изделие с обозначением 300х80х6 имеет одинаковую толщину металла на протяжении поперечного сечения, равную 6 мм. Остальные величины указывают на размер стенки (в данном случае 300) и размер полок (80).
Сферы применения швеллеров
Благодаря своим техническим характеристикам швеллер получил широкое распространение практически в каждой отрасли промышленности. Чаще всего он выступает составной частью различных рам, каркасов, несущих конструкций. Такой прокат используют для повышения функциональных качеств бетона, для усиления несущих стен, при монтаже кровельного покрытия. Возведение мостов, отделочные работы, прокладка коммуникаций также становятся сферами, в которых незаменим П-образный профиль.
За счет своей формы швеллер способен придать конструкции необходимую жесткость и устойчивость. Он хорошо выносит большие осевые нагрузки и противостоит нагрузкам на изгиб. Благодаря разным типоразмерам и маркам стали изделие применяется для разнообразных целей.
Наиболее востребован П-образный профиль:
Другие промышленные сферы применения швеллеров включают: вагоностроение, судостроение, станкостроительная отрасль, отрасль домашнего хозяйства.
Металлопрокат получает все более широкое распространение при реконструкции зданий. Частное использование швеллеров предполагает возведение таких помещений, как погреба, теплицы и ангары. Особенности конструкции элементов позволяют сэкономить на расходе металла. Кроме того, металлоизделия обладают небольшим весом, вследствие чего могут использоваться для строительства легких навесов, которые при этом будут отличаться высокой прочностью.
Прокат из алюминия, вес которого еще меньше по сравнению с аналогами, также востребован: он служит для соединения стыков, как деталь каркасов для облицовки, как интерьерный компонент.
Преимущества разных видов швеллера
Применение швеллера в промышленности влечет за собой ряд выгод. В первую очередь это выгода экономическая. Высокий уровень прочности металлоизделий позволяет возводить конструкции облегченного типа, экономя на расходе материала, и не теряя при этом в эксплуатационных характеристиках.
Простая механическая обработка, несложный монтаж и удобная транспортировка также относятся к преимуществам швеллеров. Стоит отметить, что монтировать элементы легко даже на высоте, поскольку небольшая масса позволяет сразу подавать их наверх. Более того, монтажные работы можно проводить незамедлительно, минуя этап рихтовки и предварительной подгонки, так как детали имеют точные размеры.
Износостойкость материала, из которого изготовлены швеллеры, увеличивает эксплуатационный срок конструкции. Они устойчивы к воздействию влаги, механическим повреждениям, разным видам деформации. В целом слабые места, которые были бы подвержены разрушению, в таких элементах отсутствуют.
Разные виды П-образных изделий также имеют особенности. Среди преимуществ горячекатаного швеллера следует выделить:
Особенность горячекатаного швеллера, которая в ряде случаев будет недостатком, только одна — элементы плохо поддаются сварке. По этой причине сборные конструкции, в которых необходим данный вид соединения, необходимо изготавливать из холоднокатаных металлоизделий.
Гнутый швеллер, произведенный на профилегибочных станках из листовых металлических заготовок, получает преимущество уже на этапе изготовления. Благодаря особенностям процесса он может быть сделан любой формы за короткое время.
Основное преимущество гнутого профиля по сравнению с горячекатаным — это облегченный вес. Это снижает трудоемкость монтажа и значительно увеличивает сферу применения металлоизделия. Низкая масса швеллера позволяет возводить каркасы теплиц, каркасы временных сооружений, различные облегченные конструкции, которые, однако, требуют высоких показателей прочности и надежности.
Особенности выбора швеллеров
К выбору швеллера нужно подходить комплексно, учитывая особенности конкретной задачи. Поскольку изделия универсальны, сфера их применения может быть широкой и разнообразной, при этом каждый проект предполагает использование проката определенной марки и типоразмера. Если предполагается, что конструкция из металлоизделий будет подвержена значительным нагрузкам, расчет параметров делают специалисты. Это позволяет избежать ошибок в сложных манипуляциях с числовыми значениями.
Чтобы выбранный швеллер решал конструкторскую задачу, необходимо придерживаться одной рекомендации. Когда тип изделия, которое полностью удовлетворяет всем требованиям, определен, в спецификацию к чертежу включается та марка, которая расположена ближе к началу таблицы сортамента. Важно выбирать такие марки швеллеров, отличия которых от расчетных составляют не более 5%. Если данное условие не выполняется, остановите выбор на изделии номером выше.
При выборе металлопроката П-образной формы также важно руководствоваться следующими параметрами:
Для последних трех параметров швеллера расчет производится относительно центральной оси сечения.
Предварительные замеры перед выбором металлоизделий должны быть выполнены точно и правильно. Расчет длины, ширины и массы такого элемента производят сообразно конкретной цели. К примеру, при изготовлении балочных перекрытий критически важно измерить длину балок — этому параметру должны соответствовать полки по ширине и размер перекрытия.
Череповецкий завод металлоконструкций в своей работе использует только сертифицированный металлопрокат, включая швеллеры. Это позволяет гарантировать прочность и долговечность металлических конструкций.