Отличия швеллера и двутавра

Q: Что крепче: швеллер или двутавр?

Жесткость двутавровых балок в 30 раз выше, а прочность — в 7 раз больше, чем у П-проката с аналогичной площадью сечения.

26.11.2021

Рейтинг: 5 Голосов: 1

Время прочтения: 10 мин

Рейтинг: 5 Голосов: 1

Время прочтения: 10 мин

Полезное

Производители металлопроката из низкоуглеродистых, низколегированных сталей выпускают швеллеры и двутавры. Отличия, кроме названий, касаются нескольких параметров: формы поперечного сечения, способности сопротивляться статическим или динамическим нагрузкам, ценам.

Двутавр — (от латинского слова taurus - бык) металлопрофиль с “рогами” с двух сторон стенки.

К слову, продукция этого типа состоит из трех элементов:

стенки - вертикальной перемычки;
двух полок, примыкающих к перемычке параллельно друг другу.

В поперечном сечении двутавровая заготовка выглядит, как буква Н. Прокат этого типа используют строители высотных зданий, мостов, производители автомобилей, железнодорожного транспорта. Стандартный металлопрофиль с гранями, перпендикулярными стойке, регламентирован российским ГОСТ Р 57837-2017.

Швеллер — стальной стержень, который выглядит как половинка квадратной трубы. В поперечном сечении напоминает букву П, состоит из стенки, соединяющей края двух противоположных полок.

Простота производства, возможность соединения в прямоугольную “коробку”, устойчивость к статическим нагрузкам и простота монтажа - главные свойства П-образного профиля. Требования к металлопрофилям этого типа, изготовленного горячекатаным способом, формализованы в ГОСТ 8240-97. Гнутые аналоги, представленные производителями “черного” проката, должны соответствовать межгосударственным стандартам ГОСТ 8278-83.

Характеристика швеллера

П-образный металлопрофиль изготавливают двумя способами: горячей прокаткой, гнутьем стальных полос. В первом случае болванки из низкоуглеродистых, низколегированных сплавов нагревают до 1060—1350 °С, затем пропускают через прокатный стан с двумя валиками. Валики задают прокату нужную форму, толщину и длину стойки и полок. Второй способ производства предусматривает применение гибочных станков, способных превратить стальные полосы разной ширины и толщины в стержни П-образной формы. Оборудование может работать в автоматическом или ручном режиме. Выбор сырья зависит от запросов заказчика, технических характеристик станков.

Справка: металлопрокатный стан — производственный комплекс, включающий силовую энергетическую установку, рабочий стол и набор валиков, предназначенный для холодной или горячей деформации металла нужного профиля.

Исходный материал для производства - низкоуглеродистые, низколегированные стали. К первым относят марки типа Ст3сп/пс 5 категории, соответствующие ГОСТ 380-2005, ко вторым - 09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД и 15ХСНД по ГОСТ 19281-89. Две последние марки - стали, устойчивые к коррозии, которые применяют для строительства открытых конструкций - мостов, виадуков, каркасов для рекламных стоек и т.п. Продукция этого типа менее металлоемкая, чем и отличается швеллер от двутавра.

При подборе проката учитывают основные физические показатели:

высоту, толщину перемычки - 25-410 мм/3,0-11,0 мм;
ширину, толщину полки - 30-180 мм/4,8-13,5 мм;
радиус кривизны (для гнутых изделий) - 6,0-15 (радиус внутреннего закругления), 1,5-9 (радиус закругления параллельных плоскостей).

[include_post id="11871"]

Геометрия поперечного сечения П-профиля может быть разной:

с полками, перпендикулярными стенке;
плоскости выгнуты наружу или внутрь;
стойка имеет выпуклую или вогнутую форму линзы.

Области применения швеллерного проката:

строительство (каркасные здания, ангары, склады, сегменты мостов, виадуков, трубопроводов);
автомобилестроение (рамные конструкции, сегменты крепления узлов, механизмов);
станкостроение (краны, лебедки, изготовление направляющих рельсов);
судостроение (части конструкций из марок сталей (РС)А, (РС)В, (РС)D, (РС)A32, (РС)D32, (РС)A36, (РС)D36).

Характеристики двутавровой балки

Двутавр делают в форме стержней, имеющих в поперечном сечении форму буквы Н. Прокат состоит из тех же элементов, что и швеллер: стойки и присоединенных к ней двух полок. Википедия выдает впечатляющие сведения о прочности этого вида заготовок: жесткость двутавровых балок в 30 раз выше, а прочность - в 7 раз больше, чем у П-проката с аналогичной площадью сечения. Это и есть ответ на вопрос “что крепче: швеллер или двутавр”?

Технологии изготовления Н-профиля:

горячая прокатка;
сварка;
соединение заклепками.

Для горячей прокатки металл (сталь марок Ст3, 09Г2С) нагревают до температуры 1000-1100 градусов, затем заготовки пропускают через прокатный стан, предварительно очистив от окалины. Валики прокатного станка придают заготовкам нужную форму, толщину, высоту и ширину полок.

Для сварочной или заклепочной сборки требуются три отдельных сегмента, из которых делают стенку и две плоскости.

В промышленности используют два вида двутавровых балок: с параллельными или наклонными внутренними поверхностями полок. Первый вариант производят в соответствии с ГОСТ 26020-83, второй - ГОСТ 8239-89.

Оба типа металлопроката имеют схожие технические параметры:

высота - 100-600 мм;
ширина плоскости - 50-303 мм;
толщина перемычки - 4-24 мм.

1 метр Н-образного стержня может весить от 9 до 108 кг. Точность прокатки делится на две категории (Б - повышенная, В - обычная), в зависимости от назначения, металлоемкости П-прокат делят на группы: нормальные, широкополочные, колонные и дополнительных серий.

Длина штучного прутка в соответствии с ГОСТ - 6-12 м, межгосударственные стандарты допускают изготовление продукции с другими параметрами:

мерной, закрепленной в тех. документации;
мерной с отрезком;
кратной мерной;
кратной мерной с отрезком.

Двутавровые балки применяют в строительстве масштабных объектов недвижимости: жилых домов, заводских зданий, гипермаркетов, складов, доков, железнодорожных депо - везде, где нужна прочность, жесткость, укрепление несущих архитектурных элементов. Плюсы:

высокие технические характеристики;
удобная транспортировка любым видом транспорта;
относительно небольшой вес;
простое соединение с другими строительными материалами (бетон, железо, дерево, полимеры и т.п.).

К недостаткам относят низкую устойчивость к скручивающим нагрузкам.

Чем отличается швеллер от двутавра

Кроме геометрической формы при поперечном разрезе, эти два вида проката отличаются набором технических характеристик и условиями использования.

Двутавр

Стенка, соединяющая полки по их центру, воспринимает нагрузку на сжатие. Основная масса стали сосредоточена в параллелях, которые имеют гораздо большую толщину, поэтому эти элементы проката легко распределяют давление вертикальной нагрузки и отвечают за обеспечение высокого момента инерции. Двутавровые балки уязвимы к скручиванию при неравномерной нагрузке на длину пролета, поэтому их используют для строительства крупных объектов.

Швеллер

Ось инерции П-образного профиля не совпадает с геометрией стенки - и это главное, чем отличается швеллер от двутавра. Металлопрокат уверенно сохраняет свойства при косом изгибе или сваривании в “коробку”, которую применяют при строительстве легких конструкций - навесов, перекрытий для технических помещений, пристроек, каркасов и т.п.

Источники

Яковлев С., Мысляева Я. Расчет металлических конструкций по Еврокоду ЕN 1993. Часть 2. Определение пластических моментов сопротивления сечений. Анализ методик расчета элементов на устойчивость. Определение секториальных характеристик поперечных сечений элементов. Программа «Тонус». Определение нормальных и касательных напряжений при стесненном кручении для швеллеров, ЛСТК-профилей, двутавров и подкрановых конструкций. Расчет подкрановой балки производственного здания по Еврокоду ЕN 1993 и российским стандартам, включая расчет ... – Litres, 2022.

Коков Р. С. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ //Печатается по решению Редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. НФ Катанова». – С. 78.

Зажигаев П. А. и др. Способ изготовления горячекатаного двутавра из фасонной заготовки. – 2020.

Грудев И. Д. Предельное состояние двутавра при изгибе //Промышленное и гражданское строительство. – 2011. – №. 6. – С. 27-29.

Попробуйте ИИ поиск

Еще больше металлобаз.
Автоматический поиск.

Попробовать бесплатно