Применение швеллера в строительстве частного дома

Швеллер: применение, преимущества, производство, материал, маркировка и виды

Опубликовано 21.10.2017 · Обновлено 28.04.2018

Швеллер – это изделие из металла, имеющее П-образную форму. Название его переводится с немецкого как «юбка». Швеллер имеет широкое распространение. Его применяют там, где нужно придать конструкции дополнительную устойчивость и сопротивления высоким нагрузкам. Швеллер используется как арматура для стен или кровли, и в качестве усиления бетона. Без него невозможно возвести ни одно промышленное сооружение или жилой дом.

Область применения швеллера

Это металлическое изделие имеет широкую область применения. Главным образом швеллер используется в строительстве. Его применяют при сооружении каркасов производственных и жилых зданий, прокладке коммуникаций и для усиления несущих конструкций. Профиль как самостоятельная деталь встречается в перекрытиях, каркасах зданий и пандусов. При возведении мостов, отделочных работах и при реконструкции зданий жилого промышленного назначения также его используют. Без швеллера нельзя представить строительство опорных колон и кровельных прогонов.

Этот металлический элемент, благодаря своей форме, способен придать конструкции дополнительную жесткость и устойчивость. Швеллер способен выдерживать большие осевые нагрузки и противостоять нагрузкам на изгиб. Сегодня выпускаются различные виды швеллеров, которые применяются в различных конструкциях. Сфера применения этого изделия зависит от его типоразмера и марки стали. Благодаря высоким несущим способностям швеллера он используется практически во всех отраслях промышленности.

Важно: по противодействию направленным вниз вертикальным нагрузкам П-образный профиль уступает только балке двутаврового сечения.

Из-за высоких технических характеристик горячекатаный профиль нашел применение в станкостроительной отрасли. Имея хорошую прочность, швеллер выдерживает вибрацию и большие нагрузки. Он используется как элемент рамы и креплений для двигателя.

Преимущества

Экономическая выгода эксплуатации в том, что швеллер вес которого небольшой имеет высокую прочность осевого давления и на изгиб. Это позволяет изготавливать облегченные металлоконструкции. Материал хорошо поддается механической обработке и легко сваривается при монтаже. Изделие отличается простотой в монтаже и при транспортировке.

Применение профиля увеличивает срок службы конструкции из-за износостойкости материала. Удобен при проведении монтажных работ на высоте, так как из-за небольшой массы можно подавать наверх большие партии изделия. Благодаря точности размеров швеллер применять сразу без рихтовки и предварительной подгонки.

Во время производства швеллер подвергается термическому воздействию. Во время этого в кристаллической решетке металла происходит рекристаллизация, затем отжиг, который снижает внутреннее напряжение, нормализация и др. Отжиг увеличивает пластичность и вязкость и снижает твердость и прочность, а это улучшает податливость изделия механической обработке.

Профиль благодаря форме сечения имеет хорошую прочность и жесткость поэтому выдерживает большие нагрузки в течение длительного времени сохраняя свои свойства. Он противостоит воздействию влаги, устойчив к механическим повреждениям и не подвержен деформации так как в материале нет слабых мест подверженных разрушению.

Способ и материал для производства

Изготавливают профиль согласно требованиям, ГОСТ 8240-97. В качестве исходного материала для производства используют конструкционную, высокоуглеродистую и низкоуглеродистую сталь. А также применяются стали с легирующими элементами. Выбор зависит от требования к техническим характеристикам швеллера.

Во время производства профиля заготовка прямоугольной формы разогревается до необходимой температуры и подается на специальный прокатный стан. На этом агрегате происходит процесс последовательного обжатия материала вращающимися валками. Так как при изготовлении швеллера размеры становиться меньше то заготовка берется с запасом для производства.

Вначале обработке подвергается центральная часть изделия и делают ее в виде Буквы М. Затем выравнивают и полученный горячекатаный швеллер отправляют на машину для калибровки. На ней профиль доводится до точных размеров. Несмотря на трудоемкость горячий прокат имеет высокую производительность и хорошее качество.

Маркировка и виды

По способу производства швеллеры можно разделить на две большие группы:

Эти два вида швеллеров имеют различные эксплуатационные характеристики и сферу использования. Визуально отличить один вид от другого можно с помощью различий их углов. У гнутого швеллера они закруглены.

Кроме такого, все швеллеры делятся по размерам, регламентируемых нормативными документами. При этом существует три категории точности их изготовления:

Швеллеры могут иметь различный размер. Выбор этого изделия для той или иной конструкции определяется его расстоянием от одной полки до другой. По ГОСТу оно может быть 32–115 мм. Это расстояние обозначается в номенклатурных документах цифрой. Которая стоит сразу после обозначения элемента. И также разделяются эти изделия по длине. Она обычно варьируется в диапазон 4–12 метров. Высота полок швеллера может быть от 5 до 40 см.

В зависимости от прокатки горячекатаные швеллеры делятся на серии:

Самыми популярными видами изделий такого типа являются:

Преимущества горячекатаного швеллера

Главным преимуществом этого изделия является его форма. Благодаря ей он и используется там, где нужны высокие показатели жесткости. Преимущества этого вида металлопроката:

Но это металлическое изделие имеет еще одно преимущество – швеллер устойчив к коррозии.

Но есть и недостатки. Горячекатаный швеллер плохо подвергается сварке. Поэтому в сборных конструкциях, где соединение элементов происходит на сварку, используется изделие, произведенное с помощью холодного проката.

Преимущества гнутого швеллера

Производства этого вида металлопроката происходит на специальном профилегибочном станке. Парные прессующие валы с двух сторон действуют на заготовку из листового металла, придавая ей П-образную форму. С помощью современного оборудования этот процесс происходит в автоматическом режиме и имеет целый ряд преимуществ: скорость, возможность создания профиля любой формы и т. п.

В отличие от горячекатаного швеллера его гнутая разновидность обладает низким весом. Что позволяет использовать такой вид швеллера в облегченных металлоконструкциях. Низкая масса этого изделия сокращает время на его монтаж и уменьшает трудоемкость этого процесса.

Гнутый профиль используется:

Облегченные версии гнутого профиля можно использовать для сборки каркаса теплиц и возведения временных сооружений. Сферой использования этого изделия является не только строительство, но и вагоностроение, станкостроение, судостроение, автомобилестроение и т. п. С его помощью можно изготовить изделия, обладающие высоким сопротивлением нагрузкам, но обладающих небольшим весом.

Хранение и транспортировка

Хранится металлическая продукция швеллерного сечения на специальных площадках, увязанная с помощью стальной ленты или проволоки. Ее отгружают по весу или погонным метрам. Готовая к отгрузке продукция может иметь ржавчину согласно указанным в ГОСТе нормам. Перевозка швеллеров производится в кузове открытого типа, фургоне или полувагоне.

Двутавр или швеллер?

Выбор в пользу того или иного металлопроката основывается на сфере его применения. По прочности двутавр существенно обходит швеллер. Выступающие с двух сторон полки лучше распределяют вес и способны выдержать значительные нагрузки. При сильных нагрузках на швеллер возникают силы, которые его стремятся скрутить. Чего при использовании двутавра быть не может.

При сравнении этих видов металлопроката одного типоразмера, толщины стенок и размеров полок, с нагрузкой, действующей перпендикулярно их оси, то П-образный профиль окажется прочнее. Это обусловлено его формой. Расположенные в одну сторону полки делают так, что центр тяжести выходит за его поперечное сечение и смещен в сторону торцов. В то время как у двутавра он находится ровно посередине.

Отсюда следует, швеллер обладает лучшим сопротивлением на боковые нагрузки, а двутавр — осевым сопротивлением.

Какой профиль выбрать?

Все зависит от конструкции, в которой будет использоваться изделие. Двутавры часто используются в качестве несущих конструкций. В то время как швеллеры более универсальны. Что делает их сферу использования более широкой. Их, в отличие от двутавров можно использовать в качестве элементов автомобилей или морских судов.

Швеллеры, благодаря выступающим только с одной стороны полкам, можно использовать в различных строительных конструкциях. По сути, в некоторых конструкциях они могут даже использоваться как альтернатива двутаврам. Тогда как обратная замена не всегда целесообразна. Особенно, в легких конструкциях.

Алюминиевый швеллер

Отдельно нужно сказать про алюминиевый швеллер. Это изделие, имеющее «традиционный» профиль, но изготовленное из алюминия. Этот металл позволяет еще больше снизить вес швеллера и дает этому изделию такую сферу применения, где конструкции должны иметь малый вес.

П-образный алюминиевый профиль может быть:

Алюминиевый швеллер неплохо справляется с нагрузками, устойчив к изгибам и противостоит деформации на кручение. Он может использоваться там, где нет высоких нагрузок. В отличие от стали, алюминий никак не контактирует с воздухом и водой. А значит ему не страшна коррозия. В отличие от алюминиевой трубы, швеллер из этого материала способен выдерживать те же нагрузки, но существенно снижает вес конструкции.

Алюминиевый аналог стального швеллера используется не только в строительстве, но и в отделке фасада зданий. Поэтому, кроме своих высоких характеристик, он должен обладать привлекательным внешним видом. А для того чтобы алюминиевый сплав не потерял своих эстетических качеств, его покрывают анодно-оксидной пленкой.

Заключение

Швеллер – это такое изделие из металла, которое имеет огромную сферу использования. Для выбора необходимого типа этого изделия для своих нужд необходимо рассчитать возможные нагрузки, под которыми будет находиться этот конструктивный элемент. Расчет сложных конструкций должен выполняться только профессионалами. Даже одна ошибка может привести к серьезным последствиям.

Источник

Что такое швеллер? Описание, свойства, применение и цена швеллера

Невозможно представить строительство без металлических балок или перекрытий. С помощью металлопроката создают стальные профили гнутого образца, их называют швеллерами. Главной особенностью профиля является то, что в разрезе он напоминает букву «П».

Описание и характеристики

Швеллер – это металлопрокатное изделие, имеющее широчайшее применение в строительстве. Для изготовления используют разнообразные металлические сплавы.

Между собой швеллера отличаются методом прокатки: в результате горячего производства получается стальной (катаный); под действием пресса создают изделия из лёгких металлов (гнутый). Чаще всего используют швеллера горячего проката. Они могут разделяться на следующие виды:

* Стандартный швеллер (обычный) выпускают разнообразных серий:

— изделие, в котором внутренние полки имеют уклон (партия «У»);
— изделие, в котором внутренние полки располагаются параллельно (партия «П»);
— изделие экономичного образца, внутренние полки расположены параллельно (партия «Э»);
— изделие лёгкого образца с параллельными полками (партия «Л»);
— изделие специального образца (партия «С»).

* Швеллер по значениям ГОСТа. Для производства металлопрокатного изделия используют сталь двух видов: углеродистую и низколегированную. Для норм каждого вида указывают высоту, толщину и ширину полок швеллера (сортамент). По ГОСТовским стандартам горячекатаный швеллер 8240-89 должен соответствовать всем параметрам поперечного сечения.

* Швеллер специального образца изготавливают по индивидуальному циклу технологического процесса. При производстве соблюдают все нормативные размеры, сортамент швеллеров подгоняют под ГОСТ 8240-97.

На швеллера устанавливают маркировку, в зависимости от расстояния (от одной полки до другой в сантиметрах). Под грифом «Б» будет швеллер повышенной точности. Под грифом «В» создают швеллер с обычной точностью.

Чаще всего их применяют в автомобиле- и вагоностроении. С одинаковыми полочками изделие относят к ГОСТу 8278-89, а с неодинаковыми — к ГОСТу 8281-80. Все профили создаются на станках профилегибочного образца.

Швеллера имеют стандартную длину выпуска от 2 до 12 метров. Изделия более 12 метров считаются швеллерами специального предназначения. Массу швеллера можно определить по его длине, ширине полочек и серии выпуска (можно посмотреть в таблице №1).

№ швеллера	Размер, мм				Масса, 1м кг	Метров в 1 тонне
	h	b	s	t
5У	50	32	4,4	7	4,84	206,61
6,5У	65	36	4,4	7,2	5,90	169,49
8У	80	40	4,5	7,4	7,05	141,84
10У	100	46	4,5	7,6	8,59	116,41
12У	120	52	4,8	7,8	10,4	96,15
14У	140	58	4,9	8,1	12,3	81,3
16У	160	64	5,0	8,4	14,2	70,42
16аУ	160	68	5,0	9,0	15,3	65,36
18У	180	70	5,1	8,7	16,3	61,35
18аУ	180	74	5,1	9,3	17,40	57,47
20У	200	76	5,2	9,0	18,4	54,35
22У	220	82	5,4	9,5	21,0	47,62
24У	240	90	5,6	10,0	24,0	41,67
27У	270	95	6,0	10,5	27,7	36,1
30У	300	100	6,5	11,0	31,8	31,45
33У	330	105	7,0	11,7	36,5	27,4
36У	360	110	7,5	12,6	41,9	23,87
40У	400	115	8,0	13,5	48,3	20,70

Металлопрокатное изделие делится на следующие виды:

* Швеллер, в котором полочки расположены параллельно. Высота данного изделия составляет от 5 до 40 см, ширина полочек от 32 до 115 метра. Выпускают экономичные, лёгкие и специальные.

* Швеллер лёгкой серии, в котором грани полочек расположены параллельно. Данное изделие имеет более тонкие стенки полок и самого проката. Высота может быть от 12 до 30 см. Из-за того, что металлоконструкция легче, её проще монтировать, соответственно, и стоимость будет ниже.

* Швеллер экономичной серии, в котором грани полочек размещены параллельно. Для изготовления используют сплавы недорогих металлов, относится к серии «Э». Размеры швеллера должны соответствовать ГОСТу (смотрите таблицу №1).

Применение в строительстве

Швеллер считается достаточно прочной металлоконструкцией, потому имеет самое широкое применение во многих промышленных отраслях. В изготовлении автомобилей и железнодорожных вагонов используют швеллера специального назначения. В строительстве их чаще всего применяют, как рамы, каркасы, и разнообразные несущие конструкции.

Из-за своей небольшой массы швеллер выступает полноценным компонентом армирования конструкций из железобетона. Как самостоятельный элемент его можно увидеть в каркасах строений, перекрытий, подставок и пандусов.

Данное изделие – это неотъемлемая часть несущих перекрытий пролётов и сооружений больших размеров. Чтобы повысить функциональные качества бетона используют швеллера лёгкого образца. Их применяют во время монтажа кровельного перекрытия, для усиления несущих стен. Изделие отлично выдерживает разнообразные нагрузки.

Гнутый швеллер обладает такими достоинствами:

— имеет небольшой вес;
— легко работать во время сварочных работ;
— способен выдерживать предельные нагрузки, как на ось, так и на изгиб;
— просто монтируется, можно обойтись без сварки.

Сферы применения стального швеллера:

* Отрасль вагоностроения
* Отрасль автомобилестроения
* Отрасль судостроения
* Отрасль станкостроения
* Отрасль строительства
* Отрасль домашнего хозяйства

Всё чаще металлопрокат стали использовать для реконструкций зданий. Для частного использования его применяют для возведения погребных, тепличных и ангарных помещений. Конструкции из швеллеров позволяют сэкономить на расходе металла.

Небольшая масса изделия поможет создать легковесные каркасы, но это ничуть не сказывается на его прочности. Уникальное изобретение имеет первоклассное совмещение с другими материалами. Ему можно придавать разнообразные строительные формы во время возведения.

Самые лёгкие изделия из алюминия тоже широко используются. Их изготовляют путём штамповочного пресса, область применения: соединения различных стыков, в качестве деталей каркасов для облицовки; в качестве интерьерных компонентов.

К примеру, для основы под гипсокартон, сайдинг или алюпан делают обрешётку именно из алюминиевого металлопроката. Понятно, что эти изделия будут очень легковесны, но зато в процессе монтажа с их помощью можно создавать любые конструкции. Чтобы правильно сориентироваться во время покупки, прежде всего надо заглянуть в технические характеристики.

Маленькие цифровые значения изделия от 5 до 10 указывают на то, что их можно использовать в качестве полноценных уголков. Применяют там, где надо соединить балки с квадратным сечением.

Профили с указателями 10 и 12 применяют в качестве армирующих компонентов в более массивных конструкциях: во время строительства мостов, пролётов, огромных зданий и так далее.

Металлопрокатные профили со значениями от 20 до 40 активно применяют там, где будут осуществляться значительные нагрузки, как осевые, так и поперечные.

Особо хочется отметить назначение профилей со значком 40, они способны выдерживать предельные нагрузки. Потому их активно используют для сооружения огромных комплексных зданий.

К примеру, для возведения мостов железнодорожного соединения их тоже часто применяют. Производители активно расширяют базу металлопрокатного профиля. Для этого они часто выполняют заказы для производства швеллера специального назначения. Особенно востребованы заказы на профили под грифом «С» из автомобилестроительной отрасли.

Во время оснащения коммуникациями, профили используют в качестве надёжных путей. В процессе прокладки кабелей высокого напряжения можно создавать надёжные шахты, которые позволяют сохранить коммуникацию на долгое время.

Эксплуатационный срок подобного строения составляет более 20 лет. Когда прокладывают систему водоснабжения, также прибегают к помощи швеллера. Он уникален тем, что из него можно соорудить любой каркас. Если внимательно присмотреться к пандусу или тележкам, то они тоже изготовлены из подобного профиля.

Можно сказать, что швеллер и бетон просто «обожают» друг друга. Почти каждый элемент из бетона утяжеляют арматурой из металлопроката. К примеру, во всех городах стоят высокие рекламные щиты.

Во время их возведения активно применяли стальной профиль. Чтобы правильно подобрать профиль, важно произвести точные расчёты. Сделать это может только квалифицированный специалист. Если неправильно рассчитать, то надёжность будущего сооружения в разы снизится.

Опытные строители отмечают главную особенность профиля – в процессе монтажа не надо использовать сварочные работы. Если сказать проще, изделия чаще всего складывают, как конструктор.

Разная длина позволяет создавать самые разнообразные каркасы. Как уже отмечалось выше, стальные профили используют для строительства внушительных сооружений. Алюминиевые применяют для внутренних ремонтных/строительных работ.

Если применить швеллер в домашних условиях, то легко можно смастерить лестницу между этажами, на чердак, лоджию или балкон. Каркас получится лёгким и воздушным.

Потом его можно украсить разным материалом: деревом, пластиком, стеклом или кованым железом. Часто практикуют из прокатного материала лестницу раздвижного образца. Она будет не тяжеловесной, крепкой и прослужит долго.

Цена швеллера напрямую зависит от его вида и производителя. Отечественный рынок предлагает большой ассортимент данной продукции по доступной цене от Азовсталь, Евраз, НТМК.

Стоимость стальных швеллеров за погонный метр будет следующей:

* С размерами от 5У до 10У стоит от 250 до 390 рублей;
* С размерами от 12У до 20У стоит от 500 до 1 180 рублей;
* С размерами от 22У до 40У стоит от 1350 до 6 тысяч рублей.

Источник