Швеллер гнутый: сортамент, параметры и применение в металлоконструкциях
Швеллер гнутый профиль П-образного сечения, изготовленный методом холодной гибки на профилегибочных станах из листовой стали. В отличие от горячекатаного швеллера, гнутый профиль не требует нагрева заготовки, что позволяет получать изделия с более тонкими стенками (от 2 до 8 мм) и высокой точностью геометрии. Основные параметры: высота стенки (h) от 50 до 400 мм, ширина полки (b) от 32 до 120 мм, толщина металла (s) от 2 до 8 мм. Длина мерных и немерных отрезков от 2 до 12 м.
Технология производства и конструктивные особенности
Заготовкой служит холоднокатаный или горячекатаный листовой прокат из углеродистых сталей обыкновенного качества (Ст3, Ст3пс, Ст3сп) и низколегированных марок (09Г2С, 12ГБ). Процесс гибки выполняется на многоклетьевых станах последовательным формованием полосы. Радиус внутреннего закругления (R) составляет от 1,5 до 2,5 толщины металла. Допуски по длине 50 мм для немерных отрезков, по высоте стенки 1,5 мм для профилей до 200 мм.
Сортамент по ГОСТ 8278-83
Гнутые швеллеры классифицируются по серии и геометрическим параметрам. Основные типоразмеры регламентированы ГОСТ 8278-83 (швеллеры стальные гнутые равнополочные) и ГОСТ 8281-80 (неравнополочные). Для ответственных конструкций применяют профили по ТУ, изготовленные из низколегированных сталей с контролем механических свойств.
| Высота стенки h, мм | Ширина полки b, мм | Толщина s, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления Wx, см |
|---|---|---|---|---|
| 80 | 40 | 4 | 4,07 | 10,2 |
| 100 | 50 | 5 | 6,92 | 20,5 |
| 140 | 60 | 6 | 11,50 | 46,8 |
| 200 | 80 | 8 | 22,30 | 132,0 |
Области применения гнутого швеллера
Профиль востребован в отраслях, где требуется сочетание высокой несущей способности и минимальной массы конструкции:
- строительство каркасов зданий прогоны кровли, связи, элементы фахверка;
- машиностроение направляющие, опоры, рамы транспортёров и конвейеров;
- вагоностроение силовые элементы кузовов, полы, боковые стойки;
- сельхозмашиностроение рамы сеялок, культиваторов, зерноуборочных комбайнов;
- металлические ограждения и дорожные барьеры стойки, ригели, перила.
Преимущества перед горячекатаным швеллером
Гнутый профиль обеспечивает экономию металла до 30% при равной жёсткости за счёт оптимизации толщины стенки. Отсутствие окалины и более гладкая поверхность упрощают антикоррозионную обработку. Возможность изготовления нестандартных серий (например, с высотой стенки 60 или 180 мм) позволяет адаптировать профиль под конкретные узлы металлоконструкций. Предел текучести материала после холодной деформации повышается на 1525% по сравнению с исходным листом.
Вопросы и ответы
Чем отличается гнутый швеллер от горячекатаного?
Гнутый швеллер изготавливают холодной гибкой листа, поэтому он имеет более тонкие стенки (от 2 до 8 мм) и меньший радиус закругления. Горячекатаный профиль получают прокаткой нагретой заготовки, его толщина стенки начинается от 4,5 мм, а радиус скругления больше. Гнутый швеллер легче и точнее по геометрии, но уступает горячекатаному по жёсткости при равной высоте стенки.
Какие марки стали используются для гнутого швеллера?
Основные марки: Ст3пс, Ст3сп (углеродистые обыкновенного качества) и 09Г2С, 12ГБ (низколегированные с повышенной прочностью). Для конструкций, работающих при низких температурах, применяют стали с гарантированной ударной вязкостью 09Г2С-12, 14Г2АФ.
Как рассчитать несущую способность гнутого швеллера?
Несущая способность определяется моментом сопротивления сечения (Wx, Wy) и пределом текучести материала. Для типовых профилей значения Wx приведены в сортаменте ГОСТ 8278-83. Расчёт ведётся по методикам СП 16.13330 (Стальные конструкции) с учётом коэффициентов условий работы и надёжности.
Можно ли использовать гнутый швеллер для несущих колонн?
Для центрально-сжатых колонн гнутый швеллер применяют ограниченно из-за меньшей устойчивости стенки при сжатии. Чаще его используют в качестве прогонов, связей, элементов ферм и рам, где нагрузка передаётся преимущественно на полки. Для колонн ответственных конструкций предпочтителен горячекатаный двутавр или швеллер.