Специальные профили в основном используются в промышленном, механическом и автомобильном машиностроении. В зависимости от области применения профили могут быть изготовлены на заказ со следующей маркировкой:
Что это такое?
Конструкция с сечением «П» обладает значительной прочностью на изгиб по сравнению с обычной полосовой или угловой сталью. Она имеет толщину стенки в несколько миллиметров — без нее швеллер гнется гораздо легче.
Его можно устанавливать в 4 положениях: на боковых стенках, на нижней стенке и на задней стенке — сопротивление изгибу остается очень высоким. Швеллер выпускается в виде изделия с равными и неравными (цельными) фланцами, с наклонным фланцем или без него. Конструкция, состоящая из швеллера и уголков, выглядит достаточно устойчивой.
Виды
В зависимости от материала, из которого изготовлен этот элемент, существуют алюминиевые и стальные профили. Алюминий легче гнется, чем сталь, имеет меньшую прочность, чистый металл легко ломается и передает вибрации другим элементам конструкции, практически не гася их. Легирование алюминия другими металлами — магнием, медью, железом и другими легирующими добавками — позволяет получить более пластичную композицию, но плотность и прочность не так велики, как у стали.
Неметаллические водостоки — например, пластиковые — недоступны: элемент водостока должен быть металлическим, а не композитным или пластиковым. За исключением инструментальных сталей (высокопрочных сталей), многие стали относительно легко сверлятся и режутся на различные выступы.
Стальные каналы не менее просты в обработке, чем алюминиевые (сталь 3 можно сверлить, сваривать, резать и точить), но они гораздо тверже и долговечнее. Из этого следует, что алюминий не следует использовать в качестве основного материала для строительства несущих конструкций. Однако для строительства подрамников его использование в качестве материала швеллера допустимо при условии, что его толщина в элементе в три раза превышает толщину стали в эквивалентном изделии.
Например, крытый навес для автобусов в основном изготавливается из стали и имеет конструкцию из уголков и швеллеров: Несущая конструкция должна выдерживать ураганы и снегопады. Края направляющих из оргстекла, которые предотвращают выпадение прозрачных вставок панельного материала, также могут быть выполнены из изогнутого алюминиевого швеллера с тонким U-образным зазором.
Водосточные желоба делятся на U-образные и желоба с острым углом (U-образные). Первые используются для отделки и поддержки каркасов мебели, где острые углы портят внешний вид изделия, вторые — в качестве подкожных или гипсовых опорных конструкций, задача которых — выдерживать основную нагрузку от вышележащих элементов и других особенностей данного объекта, а также от людей, которые на них стоят.
Рельсы делятся на автомобильные и автомобильно-прикладные. Рама, несущая конструкция автомобилей и железнодорожных вагонов рассматривается по ГОСТ 19425-1974 и 52671-1990 соответственно. Эти элементы производятся в виде отрезков длиной от 4-13 м. Специальные заказы на «длинномеры» — прицепные вагоны, мусоровозы, грузовые платформы для перевозки военной и специальной техники, автомобилей, деталей самолетов и ракет — выполняются после предварительного согласования с заказчиком. Воздуховод нельзя намотать в рулон — для этого потребовалась бы катушка радиусом не менее нескольких километров — и он производится только секциями. На практике используются отрезки длиной от 2 до нескольких десятков метров.
Заводы производят воздуховоды мерной и калиброванной длины. Мерная длина может иметь остаток не более 5 % от веса штабеля. Остаток по длине добавляется не менее 3 мм. Большие «допвески» использовать не имеет смысла, так как крупногабаритный воздуховод для строительных конструкций — огромное и тяжелое изделие: вес одного метра может превышать 100 кг. По прочности воздуховоды делятся на группы: А — повышенной прочности, Б — стандартной прочности. Швеллер — это, прежде всего, вид профиля, к которому предъявляются жесткие требования по прочности.
Характеристики
Высота воздуховодов с одинаковыми фланцами составляет 50-400 мм, ширина — 32-115 мм. Помимо мерной и немерной длины, эти изделия выпускаются в виде элементов ограниченной длины (в пределах допусков). Эти свойства строго регламентированы ГОСТом 8281-1980. Расчет деформации производится путем сравнения с балкой I: изгибающие усилия направлены вертикально, швеллер находится ниже элемента балки I («крест» в сечении).
При проектировании колонны учитывается наклон внутренних граней, толщина задней и боковых стенок и радиус кривизны в точке схождения основной и боковых пластин. Не менее важны ширина стенок и фланцев, вес всей детали и метра, а также качество стали, из которой изготовлено изделие. Хотя швеллер может быть изготовлен из стали Ст3, можно использовать и другие узкие марки стали, например, 09Г2С из хладостойкой стали. Когда важна защита от коррозии, используются сплавы со средним и низким содержанием углерода и высоким содержанием хрома и никеля, например, сплавы с индексом «Х2», «Х3», «Х2Н» в названии и другие. Швеллеры из сталей типа Х13 и выше (13% хрома и выше по массе) применяются редко.
ГОСТы 8240-1997 для горячекатаного проката, 19425-1974 для Т, I балок и специальных элементов, 8278-1983 для гнутого проката, 8281-1980 для гнутых элементов, 5422-1973 для «тракторного» проката, 5267.0-1990 для «железнодорожного транспорта», 21026-1975 для гнутых балок для надстроек. Уклон боковых фланцев в 4-10% регламентируется ГОСТ 8240-1997.
Как и все стальные изделия, желоба могут быть окрашены по всей поверхности без каких-либо проблем. Инертные изделия, покрытые тонким слоем ржавчины, сначала грунтуют специальной грунтовкой. Сегодня эту задачу решает грунтовка по ржавчине: она вступает в реакцию с поверхностным слоем оксида железа и тем самым предотвращает дальнейшее разрушение элементов.
Какой бывает швеллер?
Швеллер классифицируется по следующим критериям:
- Способ изготовления
- Швеллер горячекатаный (по ГОСТ 8240-97)
Этот вариант получается путем прокатки заготовки при температуре от. ~Данный продукт производится при температуре 1200 градусов Цельсия.
Его производят на трубных заводах из проката стали разного качества и свойств.
Горячекатаный швеллер превосходит гнутый швеллер по прочностным характеристикам (при одинаковой толщине стенки), поэтому он используется чаще.
Горячекатаные воздуховоды (по ГОСТ 8240-97) подразделяются следующим образом
- С уклоном внутренних граней полок (маркируются литерой У).
Фланцы этого варианта имеют скос на внутренней стороне, что позволяет лучше сопротивляться деформациям изгиба. Такая рейка более жесткая на изгиб.
- С параллельными гранями полок (маркируются литерой П).
Как следует из названия, фланцы этого изделия параллельны друг другу.
- Экономичный (маркируются литерой Э)
- Лёгкой серии (маркируются литерой Л)
Последние два варианта используются довольно редко.
- Материал
- Углеродистая сталь
- Низколегированная сталь
- По спецзаказу, высоколегированная (нержавеющая, термоустойчивая и т. д.) сталь.
Основной объем швеллера изготавливается из углеродистой стали. Гораздо реже встречается водосток из низколегированной стали.
Марка швеллера
Начнем с маркировки горячекатаного швеллера № 20У. Маркировка проста: «20» в данном случае означает наружный размер, то есть размер от одного фланца до другого (размер измеряется от внешних краев фланцев) в сантиметрах. Другими словами, он составляет 20 см. Буква «U» означает канал с уклоном внутренних поверхностей фланцев. Также может быть «P» для параллельных поверхностей фланцев, «E» для экономической и «L» для легкой серии.
Маркировка изогнутого канала также читаема. Например: изогнутый швеллер 100х50х4. Поскольку этот вариант изготавливается из рулонной стали, готовое изделие, как и заготовка для него, имеет одинаковую толщину металла по всему сечению профиля. В данном случае это «4». Цена указана в миллиметрах. 100 в данном случае — это размер «стенки», а 50 — размер «фланцев».
Для чего нужен швеллер?
Водостоки — это очень распространенный и популярный вид металлопроката, который используется часто и много. Поэтому области его применения очень обширны. Перечислим наиболее важные из них:
- Строительство . Можно перечислить следующие примеры: армировка элементов конструкций, опорная функция в конструкциях, ниши для различных коммуникаций (получается полноценный канал, так как швеллер полый внутри).
- Машиностроение . Опорные и фиксирующие детали (помним о плоской удобной “стенке”), крепежные детали, каркасы, оснастка для сборки-сварки изделий, и т. д.
- Автомобилестроение . По аналогии с машиностроением.
Сортамент швеллеров горячекатаных по ГОСТ 8240-97
Основное применение водосточного проката — изготовление и усиление несущих конструкций. Поэтому требуется точное соблюдение параметров. В стандартах описаны все значения, вплоть до допустимых отклонений. Обычно они составляют не более нескольких процентов от параметра, но бывают и исключения.
Следует также отметить, что вес швеллера указан как справочное значение. То есть, он рассчитывается для конкретной марки стали. В стандартах плотность составляет 7,85 г/см³. Вес будет выше для более плотной стали и ниже для более пористой. Точный вес должен определять производитель, а также качество стали и ее плотность. Желоба выпускаются длиной от 2 до 12 метров, но могут быть изготовлены и большей длины.
В ГОСТах также указаны кривизна и боковые углы, но только для конструкции профиля, а не для контроля. Эта информация не является необходимой для потребителя, поэтому мы не включили ее в наши таблицы.
Специальной маркировки не существует. На ней просто указывается высота изделия в сантиметрах, затем буква, обозначающая тип и группу сечения. Например, водосток 6,5Е (высота спинки 6,5 см, группа эконом, а остальные размеры водостока по ГОСТу приведены в таблице), 12П или 12У — эти изделия имеют высоту 12 см, но одно имеет параллельное ребро (это 12П), другое с уклоном (12У). В дополнение к этим данным можно указать класс точности. Другие параметры — длина, ширина и толщина полки — в обозначение не входят. Поэтому для данного типа металлоконструкций нужны таблицы размеров. Они приведены ниже по категориям
Размеры и вес катаных швеллеров У
Schrell U отличается тем, что полки становятся тоньше от спинки к торцам. Это равномерное уменьшение толщины называется уклоном. Если вы внимательно посмотрите на чертежи профилей Y и P, вы увидите разницу.
| Номер швеллера Серия Y | Высота спинки, мм | Ширина фланца, мм | Толщина спинки, мм | Толщина фланца, мм | Вес 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 5У | 50 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5У | 65 | 36 | 4,,4 | 7,,2 | 5,90 |
| 8У | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 |
| 10У | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12У | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14У | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16У | 160 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аУ | 160 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18У | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,,3 |
| 18аУ | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20У | 200 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22У | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24У | 240 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27У | 270 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30У | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33У | 330 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36У | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40У | 400 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
Размеры швеллера по ГОСТу гнутого типа
Швеллер называется гнутым, потому что лист сгибается на листогибочных станках. При этом нет острого угла, как при горячей прокатке, а изгиб при переходе от задней части к фланцу плавный. Именно в этом месте можно отличить один вариант от другого. Этот вариант хорош тем, что имеет более низкую цену. Это связано с более простой технологией производства.
Как уже говорилось, изогнутые фланцы воздуховодов могут иметь одинаковую или разную длину. Существует более широкий выбор одинаковых профилей. Нет смысла приводить таблицы размеров изогнутого фланца воздуховода. Все необходимые параметры указаны в его маркировке. Например: 100*50*2. Здесь все просто: первое число — высота, второе — размер каркаса, третье — толщина металла. Все немного сложнее, если полок несколько: 65*55,20*3,5. Это швеллер с разными полками. Первое число — это высота, второе — длина длинной полки, третье — через запятую — короткой полки, а затем толщина металла.
Размеры с одинаковыми полками «от» и «до»
Для того чтобы выбрать материал для своих нужд, желательно знать минимальные и максимальные размеры этого вида проката. Конечно, на некоторых этапах размеры больше, но можно примерно сориентироваться, а затем посмотреть, что предлагают в местном магазине металлопроката.
Разброс параметров гнутого швеллера с одинаковыми фланцами зависит от типа стали, из которой изготовлено изделие. По ГОСТу размеры водостока могут быть следующими:
- Сталь углеродистая кипящая и полуспокойная:
- высота 25-410 мм,
- длина полок 26-180 мм,
- толщина 2,0 — 8,0 мм.
- высота 25-310 мм,
- длина полок 26-160 мм,
- толщина 2,0 — 8,0 мм.
Обратите внимание. В отличие от свернутой версии, изогнутая версия имеет одинаковую толщину как на спине, так и на вставках. Это вполне объяснимо. Ведь это всего лишь согнутая металлическая полоса. При прокатке деталь нагревается, после чего формируются нужные параметры. И в этом заключается принципиальная разница.
Также желательно знать, чем один вид стали отличается от другого. С составами сплавов все понятно, свойства нержавеющей стали известны всем. Но чем отличаются углеродистые стали — кипящие, полуспокойные, спокойные? Спокойные легко свариваются, кипящие — самые сложные, полуспокойные по этому параметру находятся где-то посередине.
Габариты разнополочного
Полочные варианты также изготавливаются из одних и тех же видов стали. Но изменение параметров не зависит от типа материала. Не в том смысле, что все размеры одинаковы, а в том, что их пределы — самый большой и самый маленький — одинаковы. А размеры — высота и длина полок — понятно, разные.
Поэтому размеры швеллера, согнутого в U-образную форму с разными полками, могут выглядеть так:
- высота 32 — 300 мм;
- длина полок:
- длинной 22 — 160 мм,
- короткой 12 — 90 мм,
Как уже упоминалось, в размерах этого изделия длина фланцев указывается с запятой. Первое число обозначает длинный фланец, а второе — короткий. Например: 90*80,50*4. Читается как высота изогнутого желоба 90 мм, длинный фланец 80 мм, короткий — 50 мм, толщина металла — 4 мм.
Обозначение на чертежах
Специального графического обозначения для названия водостока не существует. На чертежах каждый вид проката обозначается просто линией. Рядом с ним или рядом с его частью может быть обозначение буквой, значимой для данной части или подгруппы. В приведенном ниже примере буквы ШБ обозначают категорию В. Конкретные марки материала указаны в технических условиях. Там же указывается ГОСТ и размер. Например, ГОСТ 8240-97, швеллер 12П. Это означает, что используется высота проката 120 мм и параллельные фланцы.
В других случаях, когда чертежи содержат какие-то сложные стыки, швеллер маркируется в сечении именно так, как показано на рисунке: буквой «П». Его разворачивают в том виде, в котором он должен быть уложен.
Точные размеры указаны в спецификации. Все указано в понятной форме. Такая форма маркировки указывает на тип проката. Для гнутого типа указываются параметры стеллажа. Они читаются, например: 80*60*4,0 или другая информация из таблиц со стандартными размерами.
Виды швеллеров: конструктивные и технологические критерии классификации
Швеллер изготавливается из горячекатаной и холоднокатаной высокоуглеродистой стали или высокоуглеродистой, нержавеющей или низколегированной стали.
Основная классификация основана на процессе изготовления каналов. Исходя из этого принципа, изделия делятся на следующие типы:
- сделанную из горячекатаной стали;
- стальную специальную;
- стальную равнополочную, изготовленную гнутым способом;
- стальную гнутую с неравными полочками.
Классификация также основана на области применения. Различают следующие типы:
- обычный профиль, который имеет широкую сферу использования, соответствует требованиям ГОСТ 8240-89;
- специальный швеллер, который применяют в машиностроительной промышленности, сортамент определяют по ГОСТ 19425-74;
- специальный профиль, употребляемый в вагоностроении, соответствует ГОСТ 5267.1-90.
Горячекатаные медные профили, соответствующие стандарту ГОСТ 535-88, делятся на подтипы:
- Швеллеры с полками, имеющими уклонения граней. Их различают в зависимости от размеров, которые варьируют от 5 до 40 мм.
- Швеллер, в котором грани полок отличаются параллельным строением, или П-образный швеллер, имеющий такие обозначения: 5П или 16а П и т. д. – до 40П. Маркировка выглядит следующим образом – швеллер 18П.
С учетом размеров можно измерить швеллер и длину. Размерный прокат соответствует показателю 11,7 м или 12 м. Немерные профили производятся длиной 3 м и более. Однако максимальная длина любого швеллера составляет 12 м. По этой причине длина материала часто не указывается в таблице серий водостоков.
Классификация гнутых швеллеров: сортамент согласно ГОСТу
Гнутые стальные каналы классифицируются по следующим признакам:
Плоские гнутые профили соответствуют ГОСТ 8278-93, их изготавливают на трубопрокатных станах. Сырьем служит сталь в рулонах нормального качества и конструкционная углеродистая сталь. Высота фланцев воздуховодов составляет от 50 мм до 400 мм. Ширина изделия варьируется от 32 до 115 мм.
Квадратные каналы производятся на станках для поперечной гибки. Сырьем служат холодно- и горячекатаные рулоны стали нормального или высокого качества по ГОСТ 8281-80. Они также классифицируются по номерам, соответствующим расстоянию (в миллиметрах) между фланцами. Отклонение по длине такое же, как и для воздуховодов с одинаковыми днищами.
Точность прокатки гнутого профиля соответствует данному обозначению канала:
- А – высокая точность;
- Б – повышенная точность;
- В – обычная точность.
Примечание. Класс качества каждого изогнутого швеллера (а также прямых фланцев) указывается точностью прокатки. Обозначения A и B являются показателем высокого качества.
Гнутые швеллеры различают также по форме. Обозначение «U» означает, что внутренние поверхности фланцев наклонены. Обозначение «P» означает параллельные поверхности, а обозначение «L» — серию легких профилей с параллельными фланцевыми поверхностями. Буква «С» используется для обозначения специального швеллера.
Основные характеристики сортамента и соответствие швеллеров ГОСТу
Ассортимент продукции включает в себя различные детали швеллеров. В частности, к ним относятся следующие:
- уклон внутренних граней;
- толщина стенок и полок;
- радиус закругления внутри швеллера;
- ширина;
- площадь поперечного сечения;
- масса швеллера и погонного метра.
- марка стали, от которой зависят практически все физико-механические качества (твердость, устойчивость к нагрузкам и коррозии).
Широкий ассортимент этих профилей привел к разработке большого количества ГОСТов и других технических регламентов. Основным требованием высокого качества является соответствие водостоков этим регламентам.
Среди существующих стандартов, утвержденных Госстандартом, следующие:
- ГОСТ 8240-97. Ему соответствуют все швеллеры, произведенные из стали горячекатаным методом.
- ГОСТ 19425-74. По этому регламенту производят двутавровые балки и спецшвеллеры.
- ГОСТ 8278-83. Гнутый швеллер, сортамент включает требования к равнополочным профилям.
- ГОСТ 8281-80. Это гнутые изделия с неравными полками.
- ГОСТ 5422-73. Швеллеры из горячекатаной стали, производимые специально для тракторов.
- ГОСТ 5267.0-90. Горячекатаный п-образный металлопрокат для вагоностроения.
- ГОСТ 21026-75. Стальные профили, произведенные горячекатаным способом с отогнутой полочкой для вагонеток.
Различные типы водостоков изготавливаются по одному и тому же ГОСТу. Например, горячекатаный профиль с уклоном фланцевой кромки от 4 до 10 % изготавливается по ГОСТ 8240-97. Он отличается буквой «У» и соответствующей цифрой, обозначающей расстояние от фланца до фланца. По этому же ГОСТу выпускается швеллер, имеющий параллельную поверхность.
Преимущества использования швеллеров в строительстве
Главной особенностью этого вида профиля является высокая устойчивость к вертикальным изгибающим нагрузкам. По сравнению с двутавровыми балками, швеллер имеет меньший номер, но его значение не так велико. Но это не единственное преимущество данных изделий.
Благодаря небольшому весу и высокой прочности, профиль можно использовать для возведения легких металлических конструкций. Его легко использовать для монтажа на высоте: Относительная легкость материала означает, что его можно легко поставлять в больших количествах.
С материалом приятно работать, так как он легко сваривается и прекрасно поддается обработке благодаря правильной термической обработке, которой он подвергается в процессе производства. Заготовка сначала рекристаллизуется в кристаллическую решетку, а затем отжигается. Это повышает пластичность и вязкость материала и тем самым улучшает приспособляемость готового профиля к последующим механическим воздействиям.
U-образные металлические профили производятся в точных размерах. Когда они используются для изготовления металлоконструкций, нет необходимости тратить время на предварительное выпрямление и правку.
В материале отсутствуют слабые элементы, из-за которых изделие может со временем деформироваться под воздействием влаги, нагрузок, механических повреждений и других факторов.
В целом, преимущества заслуживают внимания:
- небольшой вес;
- повышенную жесткость;
- прочность материала;
- высокие несущие способности;
- устойчивость к механическим повреждениям;
- способность легко обрабатываться.
Эти свойства и широкий ассортимент объясняют их востребованность.
Как правильно рассчитать вес швеллера
В настоящее время существует множество различных приложений и веб-калькуляторов, с помощью которых можно с большой точностью рассчитать вес соответствующего профиля. Для того чтобы выполнить расчеты, вам необходимо:
- указать исходные параметры;
- получить итоговое значение;
- сравнить его с данными в таблице нормативов.
Чтобы самостоятельно выполнить расчеты, вам необходимо: — Чтобы самостоятельно выполнить расчеты, вам необходимо: — Чтобы самостоятельно выполнить расчеты, вам необходимо.
- определить совокупность общей площади сечения и площади сечения полок;
- полученный результат умножить на длину изделия;
- ответ умножить на плотность металлопрофиля.
Результат расчетов должен соответствовать данным ГОСТа или, по крайней мере, не превышать допустимые нормы.
Что влияет на стоимость швеллера
Чем выше эксплуатационные характеристики металлического профиля, тем выше его стоимость. Для данного варианта профиля металлопроката цена зависит от следующих параметров:
- разновидность металлопроката;
- каким методом был произведен профиль, в каких условиях;
- какой использовался тип стали при производстве;
- длина профиля;
- вес.
Экономически выгодно правильно определить тип необходимого профиля и использовать его в соответствии с нормативами.
