Популярность стального швеллера объясняется оптимальным соотношением прочности, легкости и цены. При небольшом весе конструкция выдерживает значительные нагрузки. Линия схождения сторон служит ребром жесткости.
Кроме востребованных физических параметров, изделие универсально, имеет много типоразмеров и доступно по стоимости.
Характеристики конструкции зависят от технологического процесса. Правильный выбор проката обеспечивает достаточный запас прочности при сопротивлении изгибу и кручению.
Способы изготовления стального швеллера
В разрезе изделие похоже на букву «П». Конструкция состоит из двух полок и перемычки (стенки). Основную нагрузку воспринимает средняя часть. Полки не рассчитаны на сопротивление значительным усилиям. Ответвления служат ребрами жесткости. Параллельные плоскости уменьшают усилие деформации на единицу площади.
Больше других востребованы гнутые и горячекатаные изделия. Стандарты качества соответственно: ГОСТ 8240–97 и ГОСТ 8278-83.
Выпускают продукцию с равными и разными полками. Изделия классифицируют по степени точности: обычной, высокой и повышенной.
Профили отличаются внешним видом. У гнутых конструкций:
- внешний радиус больше;
- ровные края без заусенцев;
- меньше вес.
Профессионалы рекомендуют при выборе стального швеллера «У» учитывать:
- материал изделия;
- вес и размеры:
- физические характеристики;
- основное назначение.
Производство ГК стального швеллера «У»
Для производства ГК и гнутой продукции используют один вид заготовки — блюмы. Квадраты раскатывают в нескольких клетях прокатного стана. На выходе получают швеллер «У», «П», «Л» и других сечений.
Конструкции «У» формируют только «горячим» способом. Буква обозначает: внутренние части полок наклонены на угол, равный 4-100.
Кроме «У», на прокатных станах производят профили с параллельными гранями «П» (без уклона). Сходство конструкций «У» и «П» — внешние стороны полок перпендикулярны перемычке.
Выпускают другие ГК конструкции:
- экономичной и легкой серии;
- с отогнутой полкой;
- специального назначения.
Особенность горячего деформирования металла заключается в изменении кристаллической решетки и плотности структуры. ГК профили выдерживают:
- усилия, направленные вдоль оси: сжатия и растяжения;
- касательные нагрузки (кручение).
В отличие от изделий, деформированных холодным способом, в углах образуются небольшие утолщения. Наплывы придают прокату дополнительную прочность.
Когда валки прокатного стана давят на пластичный металл, напряжения распределяются равномерно. При изгибании изделия на станке, усилия сосредотачиваются на продольной линии в центре и передаются соседним слоям. Этим фактом объясняется большая надежность ГК конструкций.
Гнутые стальные швеллеры
Конструкции получают за два прохода. Сначала блюм направляют на прокатный стан: в конце выходит листовая заготовка. Вторая операция — деформирование металла на профилегибочном станке.
После обработки холодным способом деталь сохраняет физико-механические свойства исходной заготовки.
По сравнению с ГК продукцией сечения «У», гнутый профиль:
- более легкий;
- выдерживает меньшую нагрузку;
- не сопротивляется крутящему моменту;
- полки расположены параллельно (нет типа «У»).
Особенность холодного деформирования — более точные размеры деталей сечения (перемычки, стенки, полок, углов отклонения) и длины конструкции. Государственный стандарт устанавливает меньше допуск для параметров:
- волнистости полок;
- кривизны;
- скручивания вокруг продольной оси.
Прокатные станы монтируют на крупных предприятиях. Выбор ГК изделий ограничивается стандартным сортаментом. Заказывать оригинальный образец невыгодно.
Стоимость профилегибочного станка ниже. Затраты на организацию производства в разы меньше. Представители малого и среднего бизнеса принимают заказы на изготовление нестандартной продукции от одной штуки до крупных партий.
Внимательно ознакомьтесь с характеристиками разных конструкций. Полная информация помогает подобрать лучшее решение для конкретного случая.
Сравнение профиля «У» и двутавра
Стальные швеллеры — самые популярные изделия на рынке товаров для строительства. Утверждение относится к конструкциям, способным выдерживать значительные усилия на сжатие и растяжение.
В категории малых и средних размеров отдельные экземпляры «У» уступают только двутаврам (соответствующего типа).
По сравнению с профилем «Н», ГК конструкции имеют преимущества:
- меньшую металлоемкость и вес;
- заказчик экономит на устройстве фундамента и опор;
- ниже стоимость.
Выбор материала
Для уменьшения сметы используют швеллеры из стали обыкновенного качества. Популярные марки: Ст3сп, Ст3пс, S355J2, S275J0, S235JR. Бюджетный вариант подходит для масштабных проектов общего назначения и бытовых построек.
Если профиль работает в сложных условиях, заказывают продукцию из качественной стали и низколегированных сплавов: S460M, S420M, 10ХСНД, 09Г2С. Выбор более дорого материала оправдан при строительстве производственных зданий и сооружений.
Сложности эксплуатации связаны с факторами:
- большими нагрузками статического и динамического характера;
- контактом стали с агрессивными веществами;
- значительными перепадами температур;
- повышенной влажностью окружающей среды.
Все перечисленные марки обладают хорошей свариваемостью.
Применение стальных гнутых изделий и горячекатаных швеллеров «У»
Фундаментальные отличия конструкций — разное восприятие нагрузок. Особенность учитывают при расчете несущих балок. Правильный выбор стального швеллера «У» обеспечивает достаточный запас прочности при сопротивлении изгибу и кручению.
Варианты использования длинномерного проката:
- самонесущие опоры;
- в составе каркасов;
- как дополнительные связи (стяжки);
- при армировании бетонных сооружений.
Сферы применения: судостроение, машиностроение, строительство, производство мебели.
Горячекатаный профиль «У» устанавливают в местах соединения колонн, ферм, перекрытий. Стальные швеллеры дополнительно «связывают» узел и распределяют нагрузку во всех направлениях. Из горячекатаных изделий изготавливают короба инженерных сооружений, опоры мостов и высотных зданий.
Для бюджетных малоэтажных объектов важное значение имеет вес и цена. Из гнутого швеллера изготавливают облегченные сооружения бытового, общественного и торгового назначения.
Профиль используют в случаях:
- закладки дверных и оконных проемов;
- сборки каркасов павильонов, бытовок, остановок, садовых домов, контрольно-пропускных пунктов;
- возведения перегородок в офисных и жилых помещениях.
Стальные изделия применяют для армирования железобетонных конструкций: фундаментов, мостов, эстакад. Предприятия машиностроительной отрасли изготавливают рамы вагонов, автомобилей и производственного оборудования.
Итог. Стальной швеллер придает возводимым конструкциям дополнительную жесткость и устойчивость к внешним воздействиям. Прокат «собирает» осевую нагрузку и равномерно распределяет усилие по связанным элементам.
