Швеллер горячекатаный: сортамент, параметры и применение в металлоконструкциях
Горячекатаный швеллер профиль П-образного сечения, получаемый методом горячей прокатки на сортовых станах. Изделие характеризуется высокой несущей способностью при относительно малой массе, что обусловлено оптимальным распределением металла в стенке и полках. Профиль изготавливается из углеродистых и низколегированных сталей по ГОСТ 8240-97 и ГОСТ 19425-74. Основные параметры: высота сечения (номер швеллера), ширина полки, толщина стенки и полок, радиус закругления внутренних углов. Геометрия профиля обеспечивает высокую устойчивость к изгибу в вертикальной плоскости и кручению, что делает его востребованным в каркасном строительстве, машиностроении и мостостроении.
Сортамент и геометрические параметры
Номер швеллера соответствует высоте стенки в сантиметрах. Диапазон выпускаемых типоразмеров от 5 до 40. Для каждого номера регламентированы ширина полки, толщина стенки и полок, а также масса погонного метра. По точности прокатки профили делятся на обычную (В) и повышенную (Б) точность. Длина мерных отрезков от 4 до 12 м, возможна поставка немерной длины в пределах этого диапазона.
| Номер профиля | Высота стенки, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 100 | 46 | 4,5 | 8,59 |
| 14 | 140 | 58 | 4,9 | 12,3 |
| 20 | 200 | 76 | 5,2 | 18,4 |
| 30 | 300 | 100 | 6,5 | 31,8 |
Марки стали и механические свойства
Для изготовления горячекатаных швеллеров применяются стали марок Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гпс, 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД. Выбор марки определяется условиями эксплуатации и требованиями к свариваемости, ударной вязкости и коррозионной стойкости. Основные механические характеристики:
- Предел текучести от 235 до 345 МПа (в зависимости от марки стали и толщины полки).
- Временное сопротивление разрыву от 370 до 510 МПа.
- Относительное удлинение не менее 21% для углеродистых сталей.
- Ударная вязкость при температуре 40 C нормируется для конструкций северного исполнения.
Области применения в промышленности и строительстве
Горячекатаный швеллер используется в качестве несущих элементов металлоконструкций, работающих на изгиб и сжатие. Типовые сферы применения:
- Каркасы промышленных зданий колонны, балки перекрытий, подкрановые пути.
- Мостовые конструкции пролетные строения, опорные части, поперечные балки.
- Машиностроение рамы станков, шасси транспортных средств, элементы конвейеров.
- Судостроение набор корпуса, шпангоуты, стрингеры.
- Энергетика опоры ЛЭП, элементы ветрогенераторов, несущие конструкции турбин.
Особенности расчета и проектирования
При подборе швеллера для конкретной конструкции учитываются момент сопротивления относительно оси X-X и оси Y-Y, радиус инерции, площадь поперечного сечения. Для балок, работающих на поперечный изгиб, критическим параметром является момент сопротивления Wx. Для сжатых стоек радиус инерции и гибкость элемента. Соединение швеллеров в узлах выполняется сваркой или на болтах с использованием фасонок. При сварке необходимо учитывать толщину полок и стенки для выбора режима сварки и типа электрода.
Вопросы и ответы
Чем отличается горячекатаный швеллер от гнутого?
Горячекатаный швеллер изготавливается методом прокатки на стане, имеет постоянную толщину полок и стенки, а также закругленные внутренние углы. Гнутый профиль получают холодной гибкой листа, его толщина одинакова по всему сечению, а внутренние углы острые. Горячекатаный швеллер обладает большей несущей способностью при равной массе.
Какие номера швеллеров наиболее востребованы в строительстве?
Наибольшим спросом пользуются профили 10, 12, 14, 16, 18, 20. Эти типоразмеры применяются в каркасах малоэтажных и промышленных зданий, перекрытиях, лестничных маршах и ограждениях.
Как маркируется горячекатаный швеллер?
Маркировка включает номер профиля, обозначение точности прокатки (В или Б), марку стали и номер стандарта. Пример: Швеллер 16П В Ст3сп ГОСТ 8240-97 швеллер 16 с параллельными полками, обычной точности, из стали Ст3сп.
Допускается ли сварка швеллеров из низколегированных сталей?
Да, швеллеры из сталей 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД свариваются без ограничений при условии применения электродов с основным покрытием (типа УОНИ 13/55) и предварительного подогрева при толщине металла свыше 20 мм.