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
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.
Заказать звонок
Написать на почту
Telegram