В строительстве элементы армирования являются неотъемлемыми составляющими общей конструкции. Сегодня мы разберем что такое швеллер в строительстве – его разновидности, применение в промышленных/домашних конструкциях и особенности маркировки уже готовых элементов в точках продаж.
Что такое швеллер: фото + описание и классификация изделия
Что такое швеллер? По сути, – это П-образное изделие из металла, относящееся к фасонам стального проката. Благодаря оговоренной форме, элемент обеспечивает высокие показатели прочности, что важно для тяжелого машиностроения, строительства зданий и прочих отраслей промышленности или домашнего хозяйства.
1) Изготовление швеллеров и ГОСТы
Металлический монтажный П-образный элемент производят из высокопрочных сплавов либо нержавейки. В основе лежит марки AISI 304 или AISI 316. В промышленности имеется 2 полноценных метода изготовления швеллеров – метод прокатки и метод лазерной сварки. Высокий уровень прочности выдает нержавеющий швеллер – он комбинирует в себе длительный срок службы и прочность. Для тяжелого машиностроения в швеллерах используется черная сталь.
Как делают швеллер методом прокатки:
- Заготовка материала – черный или цветной металл.
- Нагрев болванки до мягкости.
- Прокатка на специализированном сортовом станке.
- Охлаждение и нарезка швеллеров.
- Изгиб на профилегибочном станке, если того требует технология.
- Упаковка и отправка на продажу.
Если в качестве основы используется специфичный сплав металла, меняющий физические свойства при нагревании, метод прокатки не зайдет. При производстве путем лазерной сварки, происходит нагрев только в местах соединения конструкции, что позволяет производить крупногабаритные швеллеры с нестандартными параметрами.
На втором месте по популярности в производстве стоят алюминиевые швеллеры. Их размеры меньше, а благодаря легкости получаемых конструкций, спрос на продукцию стабильно высок в самолетостроении и прочих смежных сферах строительства.
| 8240-97 | Общие требования к изготовлению швеллеров в промышленных масштабах на реализацию. |
| 8240-89 | Требования к изготовлению швеллеров, у которых грани боковых полок имеют внутренний уклон. |
| 535-88 | Требования к изготовлению швеллеров горячекатанным способом |
| 19425-74 | Швеллеры специального типа для автомобилестроения. |
| 5267.1-90 | Специализированные швеллеры, используемые в вагоностроении. |
| 8278-93 | Требования к изготовлению равнополочных швеллеров гнутого типа из высокопрочной стали. |
| 8240 | Требования к изготовке конструкций из стали углеродистого типа либо низколегированного сырья. |
| 5420 | Как нужно изготавливать швеллера для тракторов и прочей крупногабаритной техники. |
Для рядового потребителя не имеет смысла вчитываться в ГОСТы, ведь 90% необходимой информации он имеет возможность найти на маркировки швеллера, при его закупке в специализированном магазине. Альтернатива – спросить совета у консультанта, или потребовать сопроводительную техническую документацию у продавца.
Основные способы гибки балки и швеллера
2) Достоинства и разновидности швеллеров
На практике, в строительной сфере применимы параллельно-стеночные и уклонные швеллера. По классике, длина одного элемента от 12 метров. Если человеку нужны под заказ усеченные швеллера, придется обсуждать детали поставки в индивидуальном порядке.
Достоинства швеллеров в строительстве:
- богатое разнообразие видов изделий дает возможность конструировать объекты любой сложности;
- коррозийная устойчивость не позволяет распространяться ржавчине и грибковым инфекциям;
- высокопрочные элементы могут выдерживать громадные нагрузки;
- небольшой вес при использовании легких металлов;
- защита от разрыва/изгиба + устойчивость к деформации;
- механические воздействия швеллеру не страшны;
- экологическая безопасность;
- длительный срок службы;
- устойчивость к солнцу и осадкам.
Таблицы веса швеллера
Описанные качества обеспечивают главную функцию элемента – придача устойчивости и прочности в отношении точечных нагрузок/изгибов со стороны внешних объектов. П-образная форма доказала свое качество в конструкциях еще советского образца.
Важно: швеллер крайне сложно сваривать. Для обеспечения высокой прочности конечной конструкции, придется применять нестандартные методы варения швов. Благо, в 2020 году решение данного вопроса не есть проблемой.
Теперь давайте рассмотрим полную квалификацию швеллеров по различным изначальным параметрам. Данные представлены в табличном виде.
| По типу изготовления | Горячекатаный |
| Специальный | |
| Гнутый равнополочный | |
| Гнутый неравнополочный | |
| По назначению | Обычные с широкой областью применения |
| Специальные для автомобилестроения | |
| Специальные по вагоностроению | |
| По точности | «А» — высокий уровень |
| «Б» — повышенный уровень | |
| «В» — обычный уровень | |
| По форме | «У» — имеется уклон по внутренней грани |
| «Э» — эконом модель с параллельными краями | |
| «П» — параллельные грани | |
| «Л» — параллельные грани + основа из легких металлов | |
| «С» — специализированный швеллер |
Имеются и нестандартные типы швеллеров + таковые, что разработаны под индивидуальный заказ. ГОСТы содержат сортаменты, где отображены типизированные размеры для всех категорий швеллеров – высота по профилю, какова толщина у перемычки, длина полочек и материалы справочного типа осей, по которым идут расчеты на будущие конструкции.
Описание ГОСТов, стоимости и технологических особенностей изготовления швеллера горячекатаного:
Объяснение, что такое швеллер в строительстве + алгоритм расчета нагрузки
Назначение швеллера – выдерживать нагрузки, а потому, чтение маркировки для расчета данного показателя крайне важно. Базовыми параметрами служит состав стали, уровень ее прочности и тип прокатки.
Калькулятор расчета веса швеллера
Алгоритм просчета давления на швеллер:
- Выяснить 100% давление, что действует на балку.
- Перемножаем полученное значение с нормативным коэффициентом надежности.
- Множим полученное значение на шаг швеллеров.
- Рассчитываем пиковый момент изгиба.
- Вычисляем необходимый момент сопротивления балки через момент сопротивления, помноженный на коэффициент по условиях работы и деленный на значение деформации пластического типа.
Вся требуемая информация берется из маркировки и ГОСТа по швеллеру. Расчеты можно проводить как вручную, так и посредством онлайн-калькуляторов. Второй способ для рядовых граждан, желающих выбрать швеллер для бытовых нужд, в приоритете.
Классификация швеллеров по виду нагрузки
| А | Равномерное распределение нагрузки. Конструкционные особенности – балки с заделками. Производство происходит посредством сварки. Примером таких конструкций служат козырьки подъездов и тому подобное. | |
| Б | Однопролетные балки с равномерной нагрузкой. Прием используется при перекрытии площадей между этажами. | |
| С | Балки с упором на шарнире. Распределение нагрузки происходит благодаря двум опорам с консолью. В строительстве используются при выведении балконных конструкций за пределы наружной стены. | |
| D | Перемычки с парным упором балок. Сила распределяется между двумя точками. | |
| E | Однопролетные балки, с шарнирным упором. Сосредоточенность силы идет только на одну точку. | |
| F | Балки консольного типа с одной сосредоточенной силой. |
Теперь коснемся классификации швеллеров в строительстве по размерам. Наибольшим спросом пользуются элементы с номерными знаками от 7 до 21. Параметры геометрии относятся к «П» категории и «У» серии для всех размеров. Отличительные черты состоят в радиусах закругления и углах по наклону полок.
Какие швеллеры самые востребованные:
- Ш-8. Используется строителями для укрепления конструкций внутри помещений. Широко распространен в быту и легком производстве. Благодаря основе из углеродистой стали полуспокойного/спокойного типа, элементы обеспечиваются прекрасными показателями свариваемости;
- Ш-10. Применим в промышленности, а именно автомобиле- или станкостроение. Мостовые конструкции, стены и несущие опоры в производственных сооружениях также не обходятся без швеллера-10;
- Ш-12. Похож на Ш-8, но благодаря увеличенным показателям прочности, его использование дает возможность получать крепкие остовы, без использования тяжелых несущих элементов;
- Ш-14. Применим при армировании несущих деталей, обеспечивая повышенные значения прочности конструкции в целом. Имеет один из наибольших уровней спроса среди рассматриваемых типов швеллеров;
- Ш-20. Назначение – несущие элементы для конструкций с высокими статическими/динамическими нагрузками. Используется в возведении мостов, перекрытиях многоэтажных домов, и прочих кровельных прогонах.
В строительстве встречаются и нестандартные виды швеллеров – тот же перфорированный, позволяет скреплять детали без использования сварки. Такой подход сильно экономит временные затраты на монтаж, что важно при сооружении временных конструкций – строительные леса или те же складские полки.
Косвенным применением швеллеров можно считать защиту проводов с высоким напряжением, или использования элементов в качестве направляющих грузоподъёмных устройств. Пандусы также можно конструировать на основании швеллера, что делает строительный объект незаменимым в решении массы строительных вопросов.
Из всего вышесказанного, понять, что такое швеллер, очень просто. Помимо основной задачи – укрепление конструкций, элемент широко применим в промышленном строительстве и повседневном быту, связанным с мелкими соорудительными задачами. Если у вас возникнет необходимость что-то быстро соорудить + не потерять в прочности, без швеллера в данной конструкции будет не обойтись на 100%.
