Чтобы сделать прочный каркас, часто используют профильную трубу. Но это не единственный вариант. Есть еще швеллер. За счет наличия ребер жесткости в местах сгибов, он имеет высокую несущую способность, меньший вес и стоимость. А размеры швеллера по ГОСТу позволяют его использовать даже для создания нагруженных конструкций.
Что такое швеллер и его виды
Швеллером называют фасонный металлопрокат П-образной формы, который делают из черной и легированной стали. Основное свойство — высокая устойчивость к вертикальным изгибающим нагрузкам. Она ниже, чем у двутавровых балок, но и по цене швеллер не такой дорогой, да и масса меньше.
Так выглядит швеллер
Кстати, полочками у швеллера называют «ножки» буквы «П», а перемычку между ними называют спинкой. А номер швеллера (цифра, которая стоит после условного обозначения) отражает его высоту (ширину спинки).
Используют швеллер при создании каркасов для увеличения несущей способности. Например, при устройстве перекрытий, над дверными и оконными проемами, при устройстве лестниц, ограждений к ним. Это то, что касается частного строительства. А вообще швеллер используют при строительстве вагонов, машин и судов. Из них собирают мосты и подъемные краны. В общем, область применения широкая.
Стандартизованные виды
По способу изготовления швеллеры бывают горячекатаные и гнутые. Гнутые могут быть с равными или разными по длине полочками. От катаных отличаются более плавным скруглением в местах перехода спинки в полочки.
Катаные могут быть с параллельными полками — серия П или с уклоном полок — серия У. Но не стоит думать, что «уклон» это наклон полочек. Они, в любом случае, должны быть перпендикулярны спинке. Под уклоном понимают плавное и постепенное уменьшение толщины полочек. Оно может быть от 4% до 10%. Есть еще три типа катаных швеллеров. Они отличаются длиной полок и их толщиной: С — специальный, Л — легкий и Э — экономичный.
Виды швеллеров по способу изготовления и сечению
У гнутых швеллеров, кстати, свое обозначение. У них есть два таких же класса. Один имеет одинаковые по длине полочки и называется равнополочный, у второго полки разной длины, называют его разнополочным.
Также в спецификации или маркировке швеллеров проставляют класс точности: А — высокой, В — обычной. У гнутых есть еще класс Б — это повышенная точность. Высокая и повышенная точность обычно требуется для промышленного применения. Для частного строительства более чем достаточно класса В.
Расширение ассортимента
Стандартные швеллеры изготавливаются под соединение при помощи сварки. Но есть конструкции, которые более удобны, если есть возможность их собирать и разбирать. Для этого выпускают перфорированный П-образный металлопрокат. Его делают из листовой оцинкованной стали толщиной 2-5 мм.
Обозначается перфорированный швеллер ШП, затем проставляется количество граней с перфорацией, а потом размеры в миллиметрах. Первой указывается высота изделия (длина спинки), а потом длина полок. Диапазон размеров ШП — высота от 50 мм до 400 мм, длина полок — 20-180 мм. Из перфорированного проката собирают полки, стеллажи, другие системы хранения, строительные леса.
Бывают еще швеллеры с перфорацией из алюминия
Есть несколько специальных серий перфорированных швеллеров. К235, К225, К240 — электромонтажные с перфорацией. Они применяются для создания систем, в которые укладываются кабели. Металл хорошо отводит тепло, а наличие отверстий еще повышает этот показатель.
Некоторые размеры алюминиевого швеллера
Есть также алюминиевые швеллеры и из алюминиевых сплавов. Они не применяются в несущих конструкциях. Чаще используются как отделочный или декоративный элемент. Могут быть частью разделительных систем. Например, офисные перегородки, стойки-столы-консоли и др. Маломерные алюминиевые швеллеры могут применяться для установки ЛЭД-подсветки, так как алюминий очень хорошо отводит тепло, а это залог долговечности светодиодов.
Стандарты
Нормативов, которые прописывают разные виды и типы швеллеров девять штук. В них перечисляется полностью весь сортамент, технические условия и обозначения. Но большая часть — специальные виды и типы, которые делают по заказам предприятий. В продажу они не поступают, да и не нужны они на обычной стройке или в хозяйстве. Например, ГОСТ 21026-75 описывает специфические швеллеры для горнодобывающей промышленности. Они отличаются отогнутыми полками. В стандартах 5267 описаны разновидности для вагоностроения.
Список ГОСТов, которые регулируют и описывают сортамент и размеры швеллеров
Параметры швеллеров «широкого применения» прописаны в трех стандартах.
- ГОСТ 8240-97 (взамен старого 8240-89). В нем перечислен сортамент и размеры горячекатаных.
- Размеры и параметры гнутых прописаны:
- ГОСТ 8278 — с равными по длине полочками
- ГОСТ 8281 — с полками разной длины.
В этих документах описаны размеры швеллера по ГОСТу, вес, технические параметры и допустимые отклонения. Обратите внимание, несущая способность не пишется, так как сильно зависит от того, как укладывается швеллер. Максимальная нагрузка рассчитывается для каждого конкретного случая, поэтому таблиц с такими данными нет.
Сортамент швеллеров горячекатаных по ГОСТ 8240-97
Основная область применения катаного швеллера — создание и усиление несущих конструкций. Поэтому требуется точно придерживаться параметров. Нормативы описывают все значения, вплоть до допустимых отклонений. Обычно они составляют не более нескольких процентов от параметра, но существуют и исключения.
Также обратите внимание, что вес швеллера дан справочный. То есть, он рассчитан для стали определенной марки. В стандартах ее плотность составляет 7,85 г/см³. Для более плотной стали вес будет больше, для более пористой меньше. Точная масса должна быть указана производителем, как и марка стали и ее плотность. Швеллеры изготавливают длиной от 2 до 12 метров, могут быть и более длинные.
Закругления и уклоны полок также в ГОСТах есть, но они даны для построения профиля, а не для контроля. Для потребителей эта информация не требуется, так что в свои таблицы мы ее не включили.
Пример использования швеллера: обвязка фундамента
Особой маркировки нет. Указывается просто высота изделия в сантиметрах, далее стоит буква, которая обозначает тип сечения и группу. Например, швеллер 6,5Э (высота спинки 6,5 см, группа эконом, а остальные размеры швеллера по ГОСТу смотрим в таблице), 12П или 12У — эти изделия имеют высоту 12 см, но один имеет параллельные полочки (это который 12П), другой с уклоном (12У). Кроме этих цифр может указываться еще класс точности. Других параметров — длины полок, толщины спинки и полок — в обозначении нет. Поэтому для этого вида металлоизделий нужны таблицы с размерами. Ниже они расписаны по классам.
Размеры и вес катаных швеллеров У
Швеллер У отличается тем, что его полочки от спинки к концам становятся все тоньше. Вот это плавное уменьшение толщины и называется уклоном. Если посмотрите внимательно на чертежи профиля У и П, увидите в чем разница.
Еще раз посмотрите на отличия швеллеров У и П
| Номер швеллера серии У | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, 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 |
Высота катаных швеллеров У от 50 мм до 400 мм, ширина полок от 32 мм до 115 мм. Стандартный сортамент и вес перечислены в таблице.
Специальные катаные швеллеры С: габариты и масса одного метра
На базе сортамента с уклоном, выпускаются специальные швеллеры. Они имеют один или несколько отличающихся параметров. В некоторых случаях увеличена длина полочки, в других разница в толщине. В общем, если вам нужен швеллер с уклоном, но в серии У вы не нашли подходящие габариты, смотрите еще серию С.
| Номер швеллера серии С | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 8С | 80 | 45 | 5,5 | 9,0 | 9,26 |
| 14С | 140 | 58 | 6,0 | 9,5 | 14,53 |
| 14СА | 140 | 60 | 8,0 | 9,5 | 16,72 |
| 16С | 160 | 63 | 6,5 | 10,0 | 17,53 |
| 16Са | 160 | 65 | 8,5 | 10,0 | 19,74 |
| 18с | 180 | 68 | 7,0 | 10,5 | 20,20 |
| 18Са | 180 | 70 | 9,0 | 10,5 | 23,00 |
| 18Сб | 180 | 100 | 8,0 | 10,5 | 26,72 |
| 20С | 200 | 73 | 7,0 | 11,0 | 22,63 |
| 20Са | 200 | 75 | 9,0 | 11,0 | 25,77 |
| 20Сб | 200 | 100 | 8,0 | 11,0 | 28,71 |
| 24С | 240 | 85 | 9,5 | 14,0 | 34,9 |
| 26С | 260 | 65 | 10,0 | 16,0 | 34,61 |
| 26Са | 260 | 65 | 10,0 | 11,0 | 39,72 |
| 30С | 300 | 85 | 7,5 | 13,5 | 34,44 |
| 30Са | 300 | 87 | 9,5 | 13,5 | 39,15 |
| 30Сб | 300 | 89 | 11,5 | 13,5 | 43,86 |
Наиболее ходовые размеры те, которые значительно отличаются от стандарта. Например, швеллер 18Сб имеет полки длиной 100 мм, в то время как стандартный вариант — 18У всего 70 мм. Толще стали и спинка, и полочки: 8 мм и 10,5 мм против 5,1 мм и 8,7 мм в базовой серии. Как видим, разница существенная. Швеллер 18Сб более мощный, чем базовый вариант — 18У.
Таблица размеров швеллера с параллельными полками (без уклона) серия П
Швеллер П имеет толщину полок одинаковую по всей длине. Только к концу они плавно закругляются. Радиус закругления не контролируется, так как не имеет принципиального значения.
Сечение швеллера П. Размеры швеллера по ГОСТу в таблицах
| Номер швеллера серии П | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 5П | 50 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5П | 65 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,90 |
| 8П | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 |
| 10П | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12П | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14П | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16П | 160 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аП | 160 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18П | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,,3 |
| 18аП | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20П | 200 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22П | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24П | 240 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27П | 270 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30П | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33П | 330 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36П | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40П | 400 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
Если сравните две таблицы, увидите, что размеры швеллера по ГОСТу У и П типа одной высоты ничем не отличаются. Одинаковы все параметры. Абсолютно все. Даже вес одного метра. Разница именно в форме полок. Причем частники чаще выбирают параллельные полки. На ровные полки плотно укладывается любой материал, нет проблем с соединением.
Сортамент катаных швеллеров группы Э (эконом) с размерами и весом
Швеллеры с прямыми полочками есть также серии Э — эконом. От серии П они отличаются чуть меньшей толщиной спинки. Остальные параметры кроме веса без изменений. Вес, естественно, немного меньше.
| Номер швеллера серии Э | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 5Э | 50 | 32 | 4,2 | 7,0 | 4.79 |
| 6,5Э | 65 | 36 | 4,2 | 7,2 | 5.82 |
| 8Э | 80 | 40 | 4,2 | 7,4 | 6.92 |
| 10Э | 100 | 46 | 4,2 | 7,6 | 8.47 |
| 12Э | 120 | 52 | 4,5 | 7,8 | 10.24 |
| 14Э | 140 | 58 | 4,6 | 8,1 | 12.15 |
| 16Э | 160 | 64 | 4.7 | 8,4 | 14.01 |
| 18Э | 180 | 70 | 4.8 | 8,7 | 16,,.01 |
| 20Э | 200 | 76 | 4.9 | 9,0 | 18,07 |
| 22Э | 220 | 82 | 5.1 | 9,5 | 20.69 |
| 24Э | 240 | 90 | 5.3 | 10,0 | 23.69 |
| 27Э | 270 | 95 | 5.8 | 10,5 | 27,37 |
| 30Э | 300 | 100 | 6.3 | 11,0 | 31,35 |
| 33Э | 330 | 105 | 6.9 | 11,7 | 36,14 |
| 36Э | 360 | 110 | 7.4 | 12,6 | 41,53 |
| 40Э | 400 | 115 | 7.9 | 13,5 | 47.97 |
Стоит сказать, что значительного влияния на несущую способность уменьшение толщины спинки не оказывает. А вот масса снижается. Так что это действительно экономный швеллер. И в плане металла, и в плане цены. Меньше материалоемкость — меньше стоимость. Если есть нужда сэкономить, можно купить швеллер Э.
Легкий швеллер (серия Л)
Облегченный швеллер Л пригодится в тех конструкциях, где нагрузка не так велика. Он также имеет параллельные полки, но они короче и тоньше. Более тонкая и спинка. А это значит, что облегченная серия имеет и меньший вес и, как следствие, меньшую несущую способность. Но большие нагрузки в частном секторе не так часто встретишь, так что швеллер Л для частного строительства подходит даже больше. Но несущую способность лучше просчитывать.
| Номер швеллера серии Л | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 12Л | 120 | 30 | 3,0 | 4,8 | 5,02 |
| 14Л | 140 | 32 | 3,2 | 5,6 | 5,94 |
| 16Л | 160 | 35 | 3,4 | 5,3 | 7,10 |
| 18Л | 180 | 40 | 3,6 | 5,6
| 8,49 |
| 20Л | 200 | 45 | 3,8 | 6,0 | 10,12 |
| 22Л | 220 | 50 | 4,0 | 6,4 | 11,86 |
| 24Л | 240 | 55 | 4,2 | 6,8 | 13,66 |
| 27Л | 270 | 60 | 4,5 | 7,3 | 16,3 |
| 30Л | 300 | 65 | 4,8 | 7,3 | 19,07 |
Давайте для примера сравним швеллер 14Л и 14П.
- 14Л имеет следующие размеры полок: длину 32 мм и толщину 5,6 мм. Толщина спинки 3,2 мм.
- 14П габариты: при длине полок 58 мм и их толщине 8,1 мм, толщина спинки 4,9 мм.
Разница более чем значительная. Она отражается и в весе: метр 14П весит 12,3 кг , а погонный метр 14Л — 5,94 кг. В два раза меньше. Это влияет на стоимость проката (естественно), на стоимость доставки. К тому же более легкий, его проще переносить, поднимать и т.д. Но 3,2 мм — это ближе к тонкому металлу. Это значит, что вы должны уметь варить тонкий металл.
Размеры швеллера по ГОСТу гнутого типа
Швеллер называется гнутым, потому что лист металла сгибают на листогибочных станках. Получить четкий угол, как на горячекатаных, нет возможности и скругление в месте перехода спинки в полочку плавное. Именно по этой части можно отличить один вид от другого. Этот вариант хорош тем, что имеет более низкую цену. Связано это с более простой технологией производства.
Чертеж швеллера гнутого с равными и разными полками
Как уже говорили, полочки гнутого швеллера могут быть одинаковой или разной длины. Сортамент одинаковых больше. Приводить таблицы размеров гнутого швеллера не имеет смысла. В его маркировке прописаны все требуемые параметры. Например, 100*50*2. Тут все просто: первой идет высота, второй — размер полок, третья цифра — толщина металла. С разнополочными ненамного сложнее: 65*55,20*3,5. Это швеллер с разными полками. Первая цифра — высота, вторая — длина длинной полки, третья — через запятую — короткая полка, а потом толщина металла.
Размеры с одинаковыми полками «от» и «до»
Чтобы выбрать материал для собственных нужд, желательно знать минимальный и максимальный размер этого вида проката. Конечно, размеры увеличиваются с некоторым шагом, но примерно можно сориентироваться, а затем посмотреть, что вам предлагают на местной металлобазе.
Фото гнутого швеллера. Обратите внимание на место изгиба. Оно плавное. Это отличительная черта гнутого варианта
Разбег параметров гнутого швеллера с одинаковыми полками зависит от типа стали, из которой изготовлено изделие. Размеры швеллера по ГОСТу могут быть такими:
- Сталь углеродистая кипящая и полуспокойная:
- высота 25-410 мм,
- длина полок 26-180 мм,
- толщина 2,0 — 8,0 мм.
- Сталь углеродистая спокойная и низколегированная:
- высота 25-310 мм,
- длина полок 26-160 мм,
- толщина 2,0 — 8,0 мм.
Обратите внимание. В отличие от катаного, гнутый имеет одинаковую толщину и на спинке, и на полках. Оно и понятно. Просто полосу металла согнули. В катаном заготовка разогревается, а потом формируются нужные параметры. И в этом принципиальное отличие.
Еще желательно знать, чем отличается один тип стали от другого. С легированными составами все ясно, свойства нержавеющей стали всем известны. А чем отличаются углеродистые — кипящая, полуспокойная, спокойная? А тем, что спокойная хорошо сваривается, кипящая — самая сложная для сварки, полуспокойная по этому параметру — где-то посередине.
Габариты разнополочного
Что касается разнополочного варианта, его также изготавливают из тех же сортов стали. Но разбег параметров от типа материала не зависит. Не в том смысле, что все размеры одинаковы, а в том, что предельные их значения — самые большие и самые маленькие — такие же. А размеры — высота и длина полок — понятное дело, отличаются.
Еще один вариант применения — каркас лестницы из швеллера
Итак, размеры гнутого П-образного швеллера с разными полками могут быть такими:
- высота 32 — 300 мм;
- длина полок:
- длинной 22 — 160 мм,
- короткой 12 — 90 мм,
- толщина швеллера 2,0 — 8,0 мм.
Как уже говорили, при обозначении размеров этого проката, длина полок указывается через запятую. Первая цифра — длинная полка, вторая — короткая. Например, 90*80,50*4. Читаем так, гнутый швеллер высотой 90 мм, длинная полка 80 мм, короткая — 50 мм, толщина металла — 4 мм.
Обозначение на чертежах
Особого графического значка для обозначения швеллера нет. На чертежах любой прокат обозначается просто линией. Рядом может стоять буквенное обозначение или его часть, которая важна именно для этого участка или узла. В примере ниже стоят буквы ШБ, что обозначает, что металлопрокат требуется класса Б. Конкретные марки материала указываются в спецификации. Там прописывается ГОСТ и размер. Например, ГОСТ 8240-97, швеллер 12П. Это значит, что применяется катаный высотой спинки 120 мм и параллельными полками.
Пример чертежа с использованием швеллера, его обозначение
В других случаях, когда на чертежах подробно отображаются какие-то сложные узлы, швеллер в разрезе обозначают именно так, как он выглядит: буквой «П». Разворачивают его так, как он должен быть уложен.
Обозначение швеллера на чертежах узлов, если он расположен в поперечном сечении
Конкретно размеры прописываются в спецификации. Все указывается понятно. Подобная форма записи обозначает катаный тип. Для гнутого были бы указаны параметры полок. Например, там стояло бы: 80*60*4,0 или какие-то другие цифры из таблиц со стандартными размерами.