Сортамент швеллеров: соотношение характеристик как залог надежности

Методика расчета швеллера на изгиб

Наиболее часто швеллер используют в качестве элемента, который работает на изгиб. Следовательно, ни один расчет данного профиля не обходится без определения его прочности под воздействием изгибных нагрузок. На сегодняшний день создано множество программных продуктов и калькуляторов расчета швеллера, которые позволяют произвести массовые, прочностные и проверочные расчеты.

Покажем, как самостоятельно всего за 3 шага найти момент сопротивления и подобрать соответствующий размер швеллера с учетом действующих нагрузок.

1. Сначала необходимо определить максимальное значение момента в профиле швеллера, который вычисляется по формуле:

М = 9,81 х q х l²/ 8 / 1000, где

q – значение распределенной нагрузки l – длина швеллера.

2. Зная изгибающий момент, определяем необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, чтобы обеспечить его прочность:

Wн = M х 1000 / Ry, где

Ry – расчетное значение сопротивления материала по пределу текучести (согласно СНиП ).

3. Сравниваем полученное расчетное значение момента сопротивления швеллера и теоретические значения в таблицах ГОСТ, выбираем требуемый размер проката.

Смещенное соединение

Сварка швеллеров, имеющих разный размер, производится методом их смещенного соединения. Для осуществления такого соединения придется прибегнуть к помощи нескольких сварщиков.

Начинать сварку необходимо с тех мест, где швеллеры имеют наиболее большой поперечный размер стенок. Если осуществляется сварка встык, то можно применять обычную схему действий. Соединения угловым способом осуществляются двумя рабочими, которые ведут сварочный процесс к середине от краев.

Если свариваются швеллеры из низкоуглеродистой стали, то продольные стыки нельзя доваривать до края на расстояние, соответствующее ширине профиля, а если из легированной, то этот размер увеличивают в два раза.

Рекомендации по выбору

При выборе следует учитывать параметры строительного швеллера, а также тип используемого металла при изготовлении. К другим рекомендациям отнесем нижеприведенные моменты:

1. Следует приобретать материал только у проверенного производителя, который соблюдает установленные стандарты в ГОСТ.
2. Поверхность материала не должна иметь каких-либо дефектов.
3. Незначительная коррозия на поверхности допускается. Однако стоит учитывать, что при использовании материала придется ее удалить и покрыть поверхность защитным веществом.
4. С увеличением размеров увеличивается и объем используемого материала, а также его вес.

Размеры швеллер может иметь самые различные. Применяя маркировку и специальные таблицы можно определить основные характеристики материала. Сортамент предоставляет просто огромный выбор рассматриваемого строительного материала.

Классы проката

9.5 мм
2.30 cм
5.2 мм
200 мм
9.0 мм
76 мм

Размеры швеллера 20П

Купить швеллер 20 можно различных типов, которые распространяются и на весь сортамент продукции в целом. Распространенные группы следующие:

• продукция, отличающаяся наличием уклона между полками. Маркируются такие материалы литерой У, например, швеллер 20У, и отличаются наличием угла между элементами конструкции и вертикалью. Удобно использовать такие изделия в качестве направляющих, так как геометрия обеспечивает надежную поддержку для роликов и аналогичных систем;
• вторая группа имеет обозначение П, входит в нее и рассматриваемое изделие. Производители швеллера 20П создают материалы этого класса с параллельными полками. Такие изделия имеют большую жесткость, если усилие прикладывается к площадке, так как деформации мешают полки, потому в строительной сфере и машиностроении продукция нашла широкое применение, в том числе в виде несущих элементов;
• третий класс маркируется Э, то есть экономичные изделия, грани которых параллельны. Название серия получила за счет того, что цены швеллера 20 этого класса оказываются доступнее аналогов. Достигается этот фактор за счет снижения затрат металла при выпуске профиля, очевидно, что страдают от этого в первую очередь несущие характеристики, потому прокат гарантированно работает в условиях с меньшими постоянными/переменными воздействиями. Для серьезных нагрузок стоит купить швеллер 20П;
• схожей по характеристикам можно назвать категорию Л, то есть легкие профили. Компоненты конструкций облегчены, что делает их разумным решением при необходимости придать системе высокую прочность при экономии веса;
• производители швеллера 20 так же выпускают материалы с маркировкой С, то есть специальную продукцию. Данные компоненты имеют уклон внутренних граней, что роднит их с классом У. По этой причине сечение в поперечном направлении у отмеченных групп схоже, аналогичным образом общие черты имеют профили П, Э и Л. Уклон полок для специального типа и У соответствует разбросу от 4 до 10 процентов.

Помимо приведенных классов существует разделение по точности прокатки. Купить швеллер 20 можно высокой точности профилирования и повышенной, группа А и Б соответственно. От показателя зависит строгость допустимых отклонений от табличных параметров, а значит надежность при эксплуатации. Материал лучше поддается расчетам несущей способности при проектировании, так как выше вероятность соблюдения оптимального уровня. За характеристики приходится расплачиваться повышением цены швеллера 20 П.

Отдельного внимания заслуживает сортамент проката, согласно нормативам стандарта, можно купить швеллер 20 П, а так же различные типовые размеры шириной от 50 до 400 мм с полками от 32 до 115 мм.

Масса швеллера 20

Перед выбором фасонного швеллера 20, изготовленного по условиям государственного стандарта, необходимо произвести расчет характеристик будущей конструкции. Специалисты, занятые в сфере производственного цикла с помощью таблицы помогут подобрать фасонный металлопрокат нужной марки стали, конфигурации, оптимального размера и допустимой нагрузки. Под заказ продукция может изготавливаться по индивидуальным чертежам.

При весе 18,4 кг одного метра швеллер идеально подходит для сооружения навесов, павильонов, терминалов, рельсов для подъемных кранов, перекрытий производственного цеха, мостов, эстакад. Продукция поставляется партиями по 60 т, связками, пачками или поштучно. Изделия оснащаются Сертификатом качества и бирками с информацией о размерных параметрах изделия, номере партии, количестве единиц в пачке и ее весе. Доставка продукции осуществляется автотранспортом, вагонами и в длинномерных контейнерах.

Классификация, размеры и поперечное сечение

Все рабочие характеристики сортамента 8240−89 регламентируются ТУ и требованиями стандарта. По данным габаритных размеров, номинальной массы и размеров поперечного сечения можно рассчитать вес конструкции, выбрать фасонный прокат равнополочного и не равнополочного типа. Для каркасов облегченного типа используется устойчивый к атмосферным и климатическим факторам гнутый алюминиевый швеллер.

Марки стали для фасонного проката

Изготовление фасонного металлопроката горячекатаным способом осуществляется из углеродистой стали 5 категории Ст. 3сп/пс ГОСТ 380–2005 , низколегированной стали 09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД или 15ХСНД (ГОСТ 19281−89), а также антикоррозийной 10ХСНД или 15ХСНД. Характеристики сплава помогают снизить вес нагружаемых металлоконструкций, сохранить свойства в течение всего срока эксплуатации. При небольшом весе гнутая сортовая сталь устойчива к деформации, прогибам, кручению.

2 Основные параметры и размеры

2.1 По форме и размерам швеллеры изготовляют следующих серий:

У — с уклоном внутренних граней полок;

П — с параллельными гранями полок;

3 — экономичные с параллельными гранями полок;

Л — легкой серии с параллельными гранями полок;

С — специальные.

Условные обозначения величин, характеризующих свойства швеллера:

h — высота (швеллера);

b — ширина полки;

s — толщина стенки;

t— толщина полки;

R — радиус внутреннего закругления;

r— радиус закругления полки;

X— расстояние от оси Y— Y до наружной грани стенки;

Δ — перекос полки;

ƒ — прогиб стенки по высоте сечения профиля;

F — площадь поперечного сечения;

I — момент инерции;

W— момент сопротивления;

i — радиус инерции;

S_x— статический момент полусечения.

2.2 Поперечное сечение швеллеров серий У, С должно соответствовать приведенному нарисунке 1, серий П, Э, Л — на рисунке 2.

2.3 Размеры швеллеров, площадь поперечного сечения, масса 1 м и справочные значения дляосей должны соответствовать приведенным в таблицах 1—5.

2.3.1 Площадь поперечного сечения и масса 1 м швеллера вычислены по номинальным размерам, плотность стали принята равной 7,85 г/см3.

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

2.3.2 Значения радиусов закругления, уклона внутренних граней полок, указанных на рисунках 1 и 2 и приведенных в таблицах 1—5, используют для построения калибров и на профиле неконтролируют.

2.4 Форма швеллера и предельные отклонения по размерам должны соответствовать приведенным на рисунке 3 и в таблице 6.

2.4.1 Уклон внутренних граней полок швеллеров серии У должен быть в пределах от 4 % до 10 %.

По соглашению потребителя с изготовителем уклон внутренних граней полок не должен превышать 8 % при h < 300 мм и 5 % при h > 300 мм.

2.5 Притупление прямых углов швеллеров до № 20 не должно превышать 2,5 мм, свыше№ 20—3,5 мм. Притупление внешних углов не контролируют.

2.6 Швеллеры изготовляют длиной от 2 до 12 м, по соглашению потребителя с изготовителем —длиной свыше 12 м:

• мерной длины;
• мерной длины с немерной в количестве не более 5 % массы партии;
• кратной мерной длины;
• кратной мерной длины с немерной в количестве не более 5 % массы партии;
• немерной длины;
• ограниченной длины в пределах немерной.

Таблица 6 — Предельные отклонения параметров

В миллиметрах

Примечания

1. Для швеллеров серии Л прогиб стенки не должен превышать 0,15s.
2. Для швеллеров серий У и П предельные отклонения по толщине стенки не контролируют.
3. Перекос полки А и прогиб стенки / швеллера измеряют, как показано на рисунке 3.

2.7 Предельные отклонения по длине швеллеров мерной и кратной мерной длины не должныпревышать:

при длине от 2 до 8 м включ. — до +40 мм; о о св. 8 м — до + мм, но не более 100 мм,где l — длина швеллера, м.

2.8 Швеллеры должны быть обрезаны. Косина реза не должна выводить длину швеллеров запредельные отклонения по длине.

Длина отдельного швеллера — это наибольшая длина условно вырезанной штанги с торцами, перпендикулярными к продольной оси.

2.9 Кривизна швеллера в горизонтальной и вертикальной плоскостях не должна превышать0,2 % длины; по соглашению изготовителя с потребителем — до 0,15 % длины.

2.10 Предельные отклонения по массе не должны превышать ±4 % для партии и ±6 % для отдельного швеллера.

Отклонение от массы — это разность между фактической массой в состоянии поставки и рассчитанной по данным таблиц 1—5.

При расчете массы партии к метражу швеллеров мерной или кратной мерной длины прибавляют 0,5 от суммы предельных отклонений по длине швеллеров в партии.

2.11 Размеры и геометрическую форму швеллера контролируют на расстоянии не менее 500 ммот торца. Высоту швеллера контролируют в плоскости стенки, толщину стенки — у торца профиля.

УДК 669—423.2:338.33:006.354 МКС 77:140.70 В22 ОКП 29 2500

2 Требования стандарта сортамента 8240 к форме и допускам на размеры швеллера

Форма сечения и предельные отклонения от устанавливаемых стандартом 8240 номинальных размеров швеллерного проката должны соответствовать изображенным на Рис. 1–3 и регламентируемым Табл. 1–2.

Рис. 3

Таблица 1. Допустимые отклонения размеров и параметров

Примечания:

1. Предельные отклонения по s для продукции серий П и У не контролируют.
2. Для изделий серии Л параметр ƒ не должен превышать расчетное значение 0,15s.
3. Для проката серий Э, П и У допускается величина ƒ не более расчетного значения 0,25s, кроме изделий с s равной 5,1, 5,3, 5,4, 5,6 и 5,8 мм.
4. Параметр ƒ следует замерять, как показано на Рис. 3.
5. Плюсовые допустимые отклонения по t ограничиваются предельной погрешностью по массе.

Исходя из значения ∆ (∆’) швеллеры стандарта 8290 делят по точности их производства на категории: изделия обычной, повышенной и высокой точности. Допускаемые ГОСТом величины ∆ (∆’) не должны превосходить данных в Табл. 2, приведенной ниже.

Таблица 2. Разрешенные стандартом значения величины перекоса полок ∆ (∆’)

Примечание: ∆ (∆’) замеряют, как показано на Рис. 3.

По длине допустимые отклонения регламентируются только для мерной и кратной продукции и не должны превосходить следующие значения (мм):

• +40 – при длине профиля 2–8 м;
• +, но при этом не выше 100 – при длине профиля свыше 8 м, где L – фактическая протяженность изделия, м.

Есть требование и к прямым углам между стенкой профиля и его полками. Их притупление не должно превосходить для изделий до № 20 значения в 2,5 мм, а после № 20 – уже 3,5 мм. На внешних углах притупление не контролируют.

Геометрическая форма швеллеров по ГОСТ 8240-97

Прогиб лаг

Заходя в некоторые, особенно старые, дома даже невооруженным глазом можно заметить прогиб потолков второго, или, что бывает реже, пола первого этажа, являющийся следствием неправильного расчета несущей способности лаги или превышения допустимой нагрузки на перекрытия. Как позывает практика эксплуатации многоэтажных домов постройки первой половины 50-х годов ХХ века, где использовались деревянные межэтажные перекрытия, к 2000-му году величина прогиба потолков составляла от 70 до 100 мм, что приводило к необходимости проведения капитальных ремонтов здания с усилением несущих элементов перекрытий. И это при условии, что проводится точный инженерный расчет нагрузок и сечения лаг на стадии проектирования. А что говорить об индивидуальной застройке, когда расчет несущей способности лаги производился «на глазок» по совету «грамотных» специалистов.

Очень часто на величину прогиба лаг влияет и качество применяемого материала, избыточная влажность древесины, недостаточная толщина металлопроката, из которого изготовлена балка, и еще множество различных причин, приводящих к провисанию, к примеру, перекрытия второго этажа под нагрузкой. Неверный расчет несущей способности может привести не только к возникновению прогиба лаги, но и полному разрушению конструкции и обрушению этажа вниз, причем когда этого никто не ожидает.

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 гнутый равнополочный ГОСТ 8278-83

По ширине полок гнутый швеллер подразделяют на равнополочный и неравнополочный. Данный стандарт распространяется на гнутые стальные равнополочные швеллеры, которые изготавливают из холоднокатаной и горячекатаной стали обыкновенного качества, углеродистой качественной конструкционной и низколегированной. Гнутый швеллер производят на профилегибочных станах из рулонов.

По точности профилирования, согласно нормативным документам, изготавливается швеллер разной точности прокатки: высокой точности — А, повышенной — Б, обычной точности — В. Показатели технического уровня по этому ГОСТу предусмотрены для высшей и первой категории качества.

Отличие горячекатаного швеллера от гнутого.

Швеллер гнутый стальной представляет собой П-образное сечение, как и горячекатаный, но имеет более скруглённые внешние углы, более точные размеры. т.к. при производстве устраняются дефекты, имеющиеся у заготовки. При применении гнутого швеллера не требуется дополнительная обработка, в отличие от горячекатаного швеллера, гнутый имеет равномерную толщину изделия. Гнутый швеллер значительно легче горячекатаного проката, соответственно экономически выгоднее для покупателя.

Применение гнутого швеллера. Такой швеллер используется в промышленном и гражданском строительстве при возведении основы зданияна начальном этапе, он позволяет уменьшить нагрузку на фундамент. Гнутый швеллер применяется для каркасов перегородок, для облицовки стен. Его не используют, как горячекатаный, для конструкций, которые будут испытывать большие нагрузки, но применяют как дополнительный усиливающий элемент каркаса. В автомобильной промышленности и вагоностроении изготавливают рамные конструкции, дорожную и строительную технику с использованием гнутого швеллера.

По ГОСТ 8278 швеллер гнутый изготавливают длиной 3 — 11,8м: мерной длины, мерной длины с немерными отрезками, кратной мерной длины, кратной мерной длины с немерными отрезками и немерной длины. По требованию клиента выпускают швеллеры до 12м. Марки стали и технические требования соответствуют ГОСТ 11474.

Швеллер гнутый широко представлен на наших складах Московской области (лобня, Электроугли), в городах Орёл, Белгород, Нижний Новгород, Воронеж, Курск, Саратов,Самара, Казань,Ульяновск, Ростов-на-Дону, Краснодар, Пятигорск, Новочеркасск, Череповец, станции Новотитаровская. В Ростове-на-Дону и г. Курске производится гнутый швеллер по размеру заказчика. Толщина стенки производимого нами гнутого швеллера составляет 2,5 — 6 мм, высота: 40 — 250 мм, ширина полки: 32 -125 мм.

Таблица швеллеров ГОСТ 8278-83. Сортамент швеллеров гнутых, в основном изготавливаемых нами и предлагаемых с наших складов. Масса стального гнутого равнополочного швеллера, вес 1 метра швеллера, количество метров в тонне. a, b – высота и ширина гнутого швеллера, s – толщина стенки

Купить швеллер гнутый

Рекомендуем:

Трубогиб для профильной трубы своими руками: чертежи с фото и видео-инструкциями Сортамент уголков в нормативной документации: ГОСТы, характеристики изделий Дровокол своими руками: чертежи, фото, инструкции Метеостанции для дома: возможности «умных синоптиков» Вибростол для тротуарной плитки своими руками: все этапы конструирования и сборки Какой выбрать принтер: ТОП-15 лучших моделей 2021 года Рейтинг красок по металлу: выбираем качественную краску для наружных и внутренних работ Как разобрать газовый баллон: пошаговая инструкция + меры предосторожности Вес уголка из стали: способы определения удельной и фактической массы Печь для гаража своими руками: обзор лучших вариантов самоделок