Что такое швеллер: сортамент, характеристики, сферы применения

Таблицы размеров швеллеров в соответствии с ГОСТом

Швеллер – это довольно популярное изделие металлопроката, производимое из разных сортов стали. Сам термин имеет немецкое происхождение. Основной отличительной чертой профиля является П-образная форма изделия в поперечном сечении.

Изготовление швеллеров осуществляется на специальном оборудовании в соответствии с установленными стандартами качества

Для изготовления швеллеров используется спецоборудование. По способу производства различаются горячекатаные либо гнутые профили. По форме граней полок они могут быть параллельными или иметь определенный уклон внутри. В основе классификации также лежит числовое значение в виде номера возле соответствующей маркировки. Цифры указывают на размер, который определяется расстоянием между гранями полок снаружи.

Изготовление швеллеров, как и другой металлопрокатной продукции, регламентируется соответствующим ГОСТом, где четко прописаны основные требования к тому или иному типу профиля. Все данные наглядно приведены в таблицах. Например, нормативный документ «Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент» (ГОСТ 8240 97) содержит 7 таких развернутых таблиц.

Воспользовавшись соответствующими табличным данными, можно определить качество изделия, соотнеся его реальные размеры с описанными в ГОСТе. В идеале показатели должны полностью совпадать, хотя иногда металлопродукция изготавливается под заказ. Индивидуальные профили выпускаются небольшими партиями – под конкретный проект. Цены швеллеров под заказ отличаются от стоимости продукции серийного производства.

В нормативах ГОСТа четко прописаны все требования, которым должен соответствовать швеллер того или иного типа

Стандартная высота швеллеров колеблется от 50 до 400 мм, ширина полочек – от 32 до 115 мм. Допустимая погрешность (по сравнению с указанными нормативными размерами) может составлять максимум 3 мм. Мерная длина швеллеров соответствует показателю от 4 до 13 м.

Вес швеллеров, их маркировка и условные обозначения

Для обозначения разных типов швеллеров используют специальную маркировку. Буква обозначает тип профиля, характеризуя особенности строения и расположения граней:

• «П» – указывает на параллельность;
• «У» – обозначает наличие уклона на гранях;
• «Э» – свидетельствует об экономичности;
• «Л» – подразумевает лёгкость;
• «С» – говорит о специальном назначении профиля.

Для определения видов швеллеров, а также их характеристик используют специальные условные обозначения

Кроме высоты изделия, применяются и другие показатели размеров. В таблицах они имеют специальные обозначения:

• h – это высота профиля, что является основной величиной, определяющей размер продукции металлопроката;
• b – указывает на ширину полок;
• S – показатель толщины главной стенки;
• R – определяет радиус закруглённой внутренней части полочки;
• t – указывает на толщину полок;
• r – это значение общего радиуса закруглённости полочек.

Важным показателем в выборе материала (при проектировании строительства) является вес швеллера. Правильный расчет данных позволяет точно рассчитать количество необходимой продукции и, таким образом, сэкономить на ее приобретении. Существует несколько методов вычисления веса погонного метра. Они зависят от способа изготовления проката

Например, для определения удельной массы горячекатаного швеллера берут во внимание показатели радиусов внутреннего закругления и закругления полочек

Чертеж швеллера из горячекатаной стали с уклоном и параллельными полками

Технические характеристики швеллера 20

Рассматриваемое изделие является более тяжелым, нежели швеллер 16П, например, потому параметры выше по прочностным характеристикам, но и масса компонентов возросла. Выпуск продукции ведется с опорой на требования нормативного документа государственного уровня на швеллер 20П ГОСТ 8240, который вступил в силу в 1997 году и с тех пор не претерпел серьезных переработок.

Ширина проката соответствует 200 мм и указывается в маркировке в сантиметрах, то есть поделенной на 10. Высота полок равняется 76 мм, при этом элементы имеют толщину, равную 9,0 мм. Толщина стенки напротив, равномерна по всей протяженности, за исключением скругленных оснований на переходах в полки, равняется значение – 5,2 мм. Внешние углы профиля прямые, а внутренние имеют скругление, за счет этого продукция получает большую жесткость и прочность, в сравнении с таким аналогом, как гнутый швеллер, у которого оба угла закруглены. Значение радиуса с внутренней части приравнивается к 9,5 мм. Кромки полок изделия так же закруглены с внутренней стороны детали, радиус равен 5,5 мм.

Существуют и прочие аспекты для швеллера 20 ГОСТ 8240, которые оцениваются скорее в процессе проектирования и имеют значение больше для экспертного сообщества металлургической сферы и закупающих материалы инженеров:

• площадь сечения компонента в поперечном направлении соответствует 23,4 см²
• моменты инерции по осям Х и У равны соответственно 1530 см4; и 134 см4;
• моменты сопротивления по тем же направления приравниваются к 153 см³ и 25,2 см³;
• радиус инерции равен 8,08 и 2,39 см для оси Х и У;
• статический момент полусечения приравнивается к отметке 88 см³.

Прежде чем купить швеллер 20П стоит учесть еще два аспекта, которые уместно знать, как рядовым строителям при реализации бытовых проектов, так и представителям профессионального сообщества. Первый из них – это масса погонного метра, а второй – цены швеллера 20П. Во втором случае речь идет о значительном разбросе, который зависит от региона и параметров продукции, связанных с возможностями выпускающей компании

Важно учитывать, что на стоимость действует достаточно выраженная сезонность, то есть при завершении строительного сезона цены швеллера 20 незначительно падают, а с его началом растут, обычно в пределах 10 процентов

Швеллер 20 представляет собой металлическое изделие П-образной формы. Благодаря этому швеллер способен выдерживать огромные нагрузки, несмотря на малую массу.

Швеллер 20 имеет следующие технические параметры:

1. Высота полки 200мм.
2. Ширина 76мм.
3. Толщина стенок швеллера 5.2мм.
4. Толщина полок 9мм.
5. Поперечное сечение 24мм2.
6. Радиус внутренних закруглений 9.5мм.

На фото можно посмотреть швеллер 20мм.

Сферы применения металлических швеллеров

Все перечисленные преимущества предполагают их широкое использование в разных сферах производства и строительства, в том числе и в автомобилестроении. Это необходимый компонент в изготовлении грузовых автомобилей. Именно швеллеры играют усиливающую роль у несущих конструкций.

В масштабном строительстве эти изделия незаменимы в качестве поперечных опор и перекрытий между этажами. Также профиль с п-образным сечением используется как главный материал в строительстве каркасных сооружений, монтаже пандусов. Именно стальные швеллерообразные балки выдерживают высокую поперечную или осевую нагрузку и способны в несколько раз, если сравнивать с материалом из дерева, усилить прочность перекрытия. Это особенно актуально в строительстве перекрытий с большими пролетами.

На заметку! Главное условие правильного выбора материала – это его соответствие требованиям Госстандарта, которые указаны в специальных таблицах швеллеров. Их использование значительно упростит решение поставленной задачи.
П-образный профиль используется для возведения каркасных опорных конструкций.

Кроме машиностроения и создания каркасов, швеллеры как дополнительный материал используют и в других видах транспортного производства, например, в крано- и вагоностроении, где они служат в качестве рам и каркасов. Могут быть также использованы в процессе армирования конструкций из железобетона.

Размеры и характеристики швеллера 18П

• Вес 1 метра – 16.3 кг, 17.4 кг (18аП)
• Высота швеллера – 180 мм
• Ширина полки – 70 мм, 74 мм (18аП)
• Толщина полки – 8.7 мм, 9.3 мм (18аП)
• Толщина стенки – 5 мм
• Толщина угла – 9 мм (радиус закругления)
• Площадь поперечного сечения – 20.7 см2, 22.2 см2 (18аП)
• Погонных метров в тонне – 61

По точности различают на высокую, повышенную и обычную.

• Обозначаются буквами
  • А (высокая)
  • Б (повышенная)
  • В (обычная)

Например: 5аП, 18бП, 12аУ

По прочности градация на обычную и повышенную.

Допустимые отклонения размеров (по ГОСТ 8240-97)

• Высота +- 2 мм
• Ширина полки +- 2 мм
• Толщина полки -0,5 мм
• Толщина стенки +- 0,5 мм
• Прогиб стенки швеллера не более 1 мм. Стенка, это которая “h” на схеме выше. Она должна быть прямой, не выпирать влево или вправо в оговоренном пределе.
• Кривизна не более 0.2% длины швеллера.
• Перекос полок – заваливание их во внутрь или во вне, для разных точностей (a,б,в):
  • 0,9 мм
  • 1 мм
  • 1,2 мм

Отклонения у швеллера “П” по толщине стенки и радиусу закругления не контролируют. А плюсовые отклонения по толщине полки контролируются предельным весом швеллера. Отклонения по массе не должны превышать +-4% для партии и +-6% для единицы.

Масса погонного метра вычислена с помощью площади сечения и плотности стали 7,85 г/см3 или 7850 кг в кубическом метре.

Отклонения размеров длины

Длина швеллера 18П в пределах 2 – 12 метров. Но при соглашении с производителем, изготавливаются и свыше 12 м. Отклонения по длине для швеллера от 2 до 8 метров – +- 40 мм. При длине свыше 8 метров не более 100 мм.

Материал изготовления

• У производителей часто встречаются изготовленные из сталей:
  • 09Г2С
  • 09Г2С-15
  • 09Г2С-14
  • Ст3
  • С255
  • С355-1
  • С345
  • 3пс
  • 3сп/пс5

Площадь швеллера

Для различных аспектов, например расход краски, требуется знать какова площадь изделия. Задача не тривиальная, поскольку форма не простая для точного расчёта. Для целей ответа была проделана работа.

В 1 погонном метре швеллера 18П – 0,644 квадратных метра (м2)

• Для удобства подсчитано количество м2 в единице изделия разной длины
  • В 2 метрах – 1,288
  • В 3 метрах – 1,932
  • В 6 метрах – 3,864
  • В 9 метрах – 5,796
  • В 12 метрах – 7,728

Сколько м2 в тонне

• В 1 тонне швеллера 18П – 39.3 квадратных метра
• Пояснение:
  • Сначала узнаем сколько метров в тонне. Для этого тонну делим на 16.3 (вес 1 метра 18П) и получаем число 61. Ровно столько метров швеллера 18П в одной тонне.
  • Зная что 1 метр имеет площадь 0,644 м2, мы умножаем на количество метров и получаем 39,3 м2 в тонне.

Расход краски

• Очень варьируется в зависимости от цвет, инструмента нанесения и вида краски.
• Примерная разница расхода краски на 1м2:
  • Водная – 155 гр
  • Эмаль – 135 гр
  • Чёрный цвет – 70 гр
  • Белый цвет – до 125 гр

Общие нормы покраски металла, обычно колеблется в рамках 100-150 гр на м2. Экономичнее краскопультом. Укрывистость чёрной краски выше, ведь чтоб добиться покрытия железа белым, нужно больше применить краски, иначе не будет покрашено в хороший белый цвет.

Ориентировочные средние цены

Тонна стоит – от 34 до 67 тысСтоимость 1 метра швеллера – 550 – 1090 рублей

Но это в теории, получено путём расчета метража в тонне. Вычисляется так: В тонне швеллера 18П – 61 метра, поделим стоимость тонны на 61, мы получим вышеуказанные суммы за 1 погонный метр. Однако, по какой цене будет продан в розницу, может сказать только сам розничный продавец.

При исследовании было выявлено, что цены едины вне зависимости от метража или металла. Пик цен наблюдался в мае 2018, тогда средняя была 58 тыс. Наименьшая за недавнее прошлое была в начале 2016, тогда средняя цена показала 30 тыс за тонну. Какая либо сезонность в стоимости не прослеживается. Порой существенно цена меняется в зависимости от длины.

Можно добавить, что понижение цен в 2019-2021 может происходить в связи с риском рецессии в экономике. Которая влечёт снижение спроса, сжатие экономики и соответственно падение цен.

В среднем, расценка на швеллер из стали 09Г2С-12 выше. Не всегда но зачастую на 10-15%, нежели на швеллер из прочих сталей. Цена обычно ниже на 10-15% на популярные швеллеры из сталей Ст3, 3сп/пс5.

Стандарт ГОСТ

Можно встретить изготавливаемые по ГОСТ 82783, 27772-83. Хотя в массе своей почти всегда изготавливаются по 8240 различных годов (8240-89, 8240-97)

ГОСТ 19281-89. Прокат из стали повышенной прочности.

Характеристики зарубежных аналогов

Аналоги часто не отличается. Объект представляет из себя понятное изделие которое изготавливается много лет и довольно хорошо изучено, стандартизировано. Дело остаётся за соблюдением технологий и контролем процессов. Что упирается больше в добросовестность производителя.

Швеллер: размеры, влияющие на сферу применения

Подводя итог сказанного выше, напрашивается вывод, что швеллер – это металлопрокатная продукция, которая применяется для армирования конструкций из железобетона, для производства крановой продукции, электроопор, мостов, нефтевышек и других масштабных сооружений. Широкий спектр использования обусловлен высоким уровнем прочности и устойчивости при сравнительно небольшой массе изделия. При этом разные размеры швеллеров применимы в конкретных областях или имеют специальное предназначение.

Так, благодаря своим компактным размерам швеллер 8 широко употребляется в индивидуальном строительстве в качестве бетонных перемычек, а также служит для изготовления основ в сооружении дверных и оконных проемов. Широкое применение, благодаря универсальному размеру и прочности, имеет швеллер 10, изготовленный методом горячей прокатки.

Сфера использования швеллера напрямую зависит от его размера и толщины стали.

Таким же способом производится и швеллер 12. Главная его положительная черта – отличная свариваемость. Его употребляют с целью увеличения несущей способности конструкции и в качестве армирования сооружений. Швеллер 14 производят с использованием прокатных станков. Усиленная жесткость предполагает его применение в качестве несущих балок в перекрытиях при возведении высотных зданий, а также в вагоностроении.

На заметку! При выборе продукции металлопроката следует помнить о существовании разных серий швеллеров. Профили, у которых грани полок размещены параллельно, маркируются буквой «П»; специальные швеллеры имеют пометку «С». Модели с наклоненными внутренними гранями полок обозначаются буквой «У»; экономичные профили соответствуют отметке «Э»; знак «Л» подразумевает облегченные версии швеллеров.

Швеллер 16, изготовленный способом горячей прокатки, широко используют в возведении высоток, а также в строительстве металлических опор для мостов. Размеры швеллера 18 позволяют употреблять его в качестве арматуры на высотных сооружениях и в конструкциях, имеющих высокую степень нагрузки.

Профили с маркировкой от 20 и выше могут использоваться для возведения мостов и других крупногабаритных объектов с высокой нагрузкой.

Профили с маркировкой 20, 22, 24 относятся к категории высокопрочных. Их используют в сооружении высоконагруженных строений и конструкций, которые движутся. Например, размеры швеллера 24 предполагают его применение в строительстве раздвижных мостов, а также кранов с высокой подъёмной способностью.

Швеллер 40, имея максимальную жесткость, используется в тяжелой промышленности, где предусмотрены колоссальные нагрузки, в судостроении, а также для сооружения нефтяных платформ.

Сортамент металлопроката: популярные виды продукции и алгоритмы расчета веса (прочитать подробнее)

Таким образом, швеллеры имеют большое значение в строительстве, поэтому широко применяются в разных его сферах. При выборе продукции необходимо ориентироваться в диапазоне размеров и знать основные характеристики каждого типа швеллеров. Это позволит подобрать нужную серию и максимально эффективно использовать данный вид металлопрокатной продукции.

Сортамент швеллера № 16 и стандарты, по которым его производят

Швеллер 16 изготавливают только по стандарту 8240. Этот ГОСТ распространяется на стальные горячекатаные швеллерные изделия специального и общего назначения, которые в зависимости от номера профиля имеют высоту в диапазоне значений 50–400 мм и ширину полок – 32–115 мм.

Остановимся на ГОСТах, которые тоже используют при изготовлении швеллеров стандарта 8240. В этих ГОСТах приведены требования к качеству изготовления металлоизделий и их технические характеристики, а именно: прочность и другие свойства, а также классификация по ним; список применяемых для производства марок сталей с указанием их химического состава; прочие параметры готового проката. В зависимости от условий использования, а также назначения металлопродукции (в данном случае – швеллера) руководствуются каким-то одним из нижеприведенных стандартов:

• ГОСТ 19281-89 – распространяется на все виды металлопроката, производимые из стальных сплавов, имеющих повышенную прочность (подразумеваются низколегированные стали);
• ГОСТ 535-2005 – для изделий сортовых и фасонных как общего, так и специального назначения, сделанных из углеродистых сталей, имеющих обычное качество;
• ГОСТ Р 52927-2015 – распространяется на прокат, который производится из сплавов повышенной, высокой и нормальной прочности и предназначен для строительства причалов, понтонов, судов (речных и морских), нефтегазодобывающих платформ и прочих сварных конструкций;
• ГОСТ 27772-88 – распространяется на различные металлоизделия из углеродистых и низколегированных сплавов, предназначенные для стальных строительных конструкций, имеющих сварные и другие соединения;
• ГОСТ Р 55374-2012 – для некоторых типов горячекатаного проката, включая фасонный, предназначенных для применения в мостостроении и выполненных из легированных конструкционных сплавов.

Согласно стандарту 8240 все изделия, выпускаемые по нему, подразделяются на несколько видов. Первое, но не основное деление – по форме полок. Последние у швеллера могут быть:

1. С наклонную гранью на внутренней стороне швеллера.
2. С параллельными гранями.

Швеллер с наклонной гранью

Основное деление – по форме и геометрическим размерам поперечного сечения – на серии горячекатаных швеллерных профилей:

• У – изделия с полками 1 вида;
• П – швеллеры с полками 2 вида;
• Э – экономичные профили с полками 2 вида;
• Л – швеллеры легкой серии, имеющие полки 2 вида;
• С – специальные профили с полками 1 вида.

Кроме того, швеллер 16, как и ряд других изделий (иных типоразмеров) стандарта 8240, в сериях У, П и С представлен не одним, а несколькими видами. Имеется в виду, что есть профили основного типоразмера и дополнительных. Последние из этой же серии, с такой же высотой стенки и обозначаются так же. Но они отличаются от основного типоразмера большей массивностью. То есть у них толще стенки, шире полки и могут быть больше радиусы закругления на кромках последних. Швеллеры этих дополнительных типоразмеров относятся к усиленным. К их маркировке добавляются буквенные индексы: «а» – для первого дополнительного типоразмера и «б» – для второго, более мощного.

У швеллера № 16 есть только по одному (первому) дополнительному типоразмеру в сериях У, П и С. Таким образом, в соответствии с ГОСТ 8240 сортамент этого изделия состоит из 8-ми наименований. Это профили: 16У, 16аУ, 16П, 16аП, 16Э, 16Л, 16С и 16Са.

Таблица веса и размеров швеллеров

В таблицах используются следующие обозначения: h — высота швеллера, b – ширина полки, s – толщина стенки, t – толщина полки.

Швеллер представляет собой конструктивный элемент, сделанный из металла, у которого поперечный разрез образует букву «П». Он имеет стенки с полочкой. В разрезе стенка представляет собой перемычку, а полки выступают стенками. Производство выполняется по стандартизированным размерам. Таким образом высота изделия определяется высотой стенок. Рассчитать вес швеллера можно на нашем калькуляторе. Ниже представлены таблицы ГОСТ для подбора нужных значений.

Изделие производят из стального проката. При изготовлении используется метод горячей прокатки. Для этого применяются сортовые станки. Внутренние грани полочек сделаны с небольшим уклоном или выполнены параллельно друг другу. Отметим, что номер швеллера указывает высоту изделия.

Швеллеры используются везде, где требуется проведение строительных работ. Также они применяются в автомобильной отрасли. Однако, там используются специальные типы швеллеров. Часто его могут использовать для армирования ж/б конструкций или как самостоятельный материал, позволяющий делать каркасы, перекрытия и пандусы.

Классы Э и Л

Экономичная и легкая серии фасонного металлопроката отличаются толщиной стенок: она меньше стандартной. В марке 16п параметр составляет (в мм):

Экономичные — 4,7 (стенка) и 8,4 (каждая полка);

Легкие — 3,4 (стенка) и 5,3 (каждая полка).

Именно от этой характеристики зависят: масса одного метра и общий вес балки, количество в одной тонне, цена розничная и оптовая. Соответственно, изменяются физические характеристики: сопротивление при нагрузке, прочность, жесткость. От этих параметров зависит область применения балок, их долговечность, надежность, и, значит, качество строительства.

Гнутый швеллер 12: особенности производства и характеристики

Гнутый швеллер имеет скругленные внешние углы, одинаковую толщину стенки и полок, может быть равно- и неравнополочным. Производство равнополочного профиля определяется ГОСТом 8278-83, неравнополочного – государственным стандартом 8281-80. Неравнополочный прокат имеет достаточно ограниченные, узкоспециализированные области применения. Точность изготовления – обычная, повышенная, высокая.

Таблица сортамента равнополочного гнутого швеллера 12

Гнутый металлический профиль изготавливается на профилегибочных станах из горяче- и холоднокатаных полосовых заготовок. Во время процесса гибки исправляются некоторые дефекты поверхности. При производстве гнутого швеллера, помимо углеродистых сталей обыкновенного качества, качественных конструкционных и низколегированных, используются оцинкованные заготовки и полосы из коррозионностойкой стали. Оцинкованный профиль применяется в условиях повышенной влажности, нержавеющий – на предприятиях, на которых предъявляются высокие требования по коррозионной стойкости, гигиеническим и эстетическим характеристикам.

Помимо стали различных марок, для изготовления гнутого профильного проката П-образной формы используется алюминий и медь, а также сплавы на их основе

Продукция из алюминиевых сплавов применяется в конструкциях, для которых важно сочетание небольшого удельного веса, коррозионной стойкости и хорошей прочности

Стандарты

Нормативов, которые прописывают разные виды и типы швеллеров девять штук. В них перечисляется полностью весь сортамент, технические условия и обозначения. Но большая часть — специальные виды и типы, которые делают по заказам предприятий. В продажу они не поступают, да и не нужны они на обычной стройке или в хозяйстве. Например, ГОСТ 21026-75 описывает специфические швеллеры для горнодобывающей промышленности. Они отличаются отогнутыми полками. В стандартах 5267 описаны разновидности для вагоностроения.

Список ГОСТов, которые регулируют и описывают сортамент и размеры швеллеров

Параметры швеллеров «широкого применения» прописаны в трех стандартах.

• ГОСТ 8240-97 (взамен старого 8240-89). В нем перечислен сортамент и размеры горячекатаных.
• Размеры и параметры гнутых прописаны:
  • ГОСТ 8278 — с равными по длине полочками
  • ГОСТ 8281 — с полками разной длины.

В этих документах описаны размеры швеллера по ГОСТу, вес, технические параметры и допустимые отклонения

Обратите внимание, несущая способность не пишется, так как сильно зависит от того, как укладывается швеллер. Максимальная нагрузка рассчитывается для каждого конкретного случая, поэтому таблиц с такими данными нет

1 Каковы особенности и типы горячекатаных швеллеров с профилем 20

Швеллер № 20 относится к горячекатаным изделиям из стали, у которых типоразмер обозначается номером профиля, а поперечное сечение имеет правильную П-образную форму. Они отличаются ото всех других швеллеров, причем от некоторых очень сильно, и их с ними спутать никак нельзя. Конечно, если иметь хоть какое-то представление о рассматриваемых и остальных швеллерных изделиях. Описание всех основных различий между ними приведено в 1-ой главе статьи о стальном швеллере № 16. И, разумеется, ознакомившись с этим материалом, можно будет получить представление об особенностях рассматриваемого изделия с профилем № 20. И тогда станет ясно, например, что гнутых швеллеров 20 не выпускают.

Существует три типа швеллеров №20

Производят швеллеры типоразмера 20 трех основных типов и по соответствующим ГОСТам сортамента. Эти стандарты устанавливают виды и сортамент (перечень типоразмеров) выпускаемых по ним металлоизделий с соответствующими размерами, площадью и формой поперечного сечения, длиной, весом 1 метра, предельными отклонениями (допусками) от данных величин и иными характеристиками, которые рассчитаны по этим параметрам и зависят от них.

Три типа швеллеров № 20 и ГОСТы на них следующие:

• общего и специального предназначения – по стандарту 8240-97;
• специальные, используемые в автомобильной промышленности – по 19425-74;
• предназначенные для вагоностроения – по 5267.1-90.