Как работает швеллер на нагрузку?

Содержание

Какую нагрузку выдерживает швеллер

Как работает швеллер на нагрузку?

Швеллер — это очень востребованное сегодня изделие, изготовленное из металла. Его главным отличительным свойством является сечение П-образной формы. Толщина готового изделия может составлять от 0,4 до 1,5 см, а высота стенок — 5-40 см.

Тонкополочные изделия изготавливаются с помощью обработки гибкой полосы при помощи специальных профильных станов. Швеллеры, производимые из цветных металлов, получают после обработки заготовки прессованием и выдавливанием, а стальные – по технологии горячей прокатки металлической заготовки на сортовых станах.

Какую нагрузку выдерживает швеллер?

Швеллер представляет собой металлопрокат, который активно используется в строительстве. Причём, конкретную сферу строительства определить достаточно сложно (практически невозможно). Ведь швеллер применяется при строительстве практически любых конструкций. Однако, швеллер выполняется в различных конфигурациях из различных сплавов. А это означает, что и несущая способность у вариаций швеллера неодинакова.

Швеллер купить в Ростове не составит больших сложностей. Необходимо лишь чётко представлять характеристики швеллера перед приобретением. О том, как осуществить расчёт несущих способностей конструктивного металлопроката, Вы узнаете из нижеприведённой публикации.

Восприятие механических нагрузок

Основной задачей швеллер является именно восприятие и распределение механических нагрузок в строительных конструкциях различного вида. Другими словами, швеллер будет прогибаться под нагрузкой в любом случае.

Однако, существует допустимый изгиб и критический. При критическом изгибе швеллера начинается его пластическая деформация, а затем и разрушение изделия в принципе.

На изгиб швеллера напрямую влияет его геометрический размер.

Ниже перечислены характеристики конструктивного металлопроката, которые в принципе используются для выполнения расчёта на несущие способности:

  • нормативная нагрузка;
  • тип швеллера (конфигурация полок, специального назначения, облегченный и т.д.);
  • длина пролёта швеллера;
  • количество швеллеров, укладываемых рядом друг с другом;
  • модуль упругости (эта характеристика естественно, применима к стали);
  • типоразмер с предельным вертикальным прогибом.

Расчёт осуществляется математически. Сопромат предлагает несколько зависимостей, позволяющих с высокой степенью точности определить несущие характеристики швеллера (вне зависимости от типа и конфигурации).

Максимально допустимый прогиб: важнейшая характеристика швеллера

При выборе конструктивного материала и допуске его к использованию в строительстве используются различные расчётные данные: минимальный момент сопротивления, изгибающий момент, нормальное напряжение и т.д.

Однако, самой важной характеристикой является максимально допустимый прогиб. Вычисляется он следующим образом: коэффициент 5/384 умножается на дробь. В числителе дроби находится произведение расчётной нагрузки на ¼ длины пролёта швеллера. В знаменателе – произведение момента инерции на показатель продольной упругости материала, из которого изготовлен швеллер (его модуль).

Полученные результаты являются исчерпывающим расчётом, позволяющим выяснить, действительно ли подходит швеллер для использования в той или иной части конструкции.

Какую нагрузку выдерживает швеллер 10

Швеллер считается самым распространенным изделием металлопроката. Это металлическая заготовка в виде балки, которая имеет форму буквы «П». К основным полезным функциям швеллера относят увеличение устойчивости и жесткости разных сооружений, что позволяет последним выдерживать высокие нагрузки.

Изделие изготавливается методом горячей деформации металла на прокатном стане без применения впоследствии дополнительной термической обработки. Все нормы выпуска швеллера 10П указаны в нормах стандарта ГОСТа 8240-97.

Швеллер 10 технические характеристики

В каждом стандарте по ГОСТу указаны технические характеристики швеллера 10П в зависимости от вида и способа его изготовления. Но к основным можно отнести ширину и длину заготовки.

Стандартная длина швеллера 10 варьируется в пределах от 4м до 12м, но встречаются и нестандартные размеры длиною в 13м. В таком случае предприятия металлопроката изготавливают изделие на заказ. После длины проката указывается его маркировка — индекс «П», что означает наличие параллельных граней в металлическом изделии. Ширина швеллера между полками указывает на его номер в сортаменте.

При выпуске изделия применяют обычную сталь марок ПС 3 или СП 3, низколегированную — 09г2с, которая увеличивает прочность и надежность заготовки, так как сталь содержит в себе сплав марганца. Обычно отличить заготовку горячего проката от холодного можно по внешнему виду: горячекатаный швеллер имеет слегка округленный внешний угол. Масса одного метра изделия — 8.59кг.

Какую нагрузку может выдержать 10 швеллер

Благодаря своим техническим характеристикам и конструкции изделие способно выдерживать осевые нагрузки и весьма устойчиво к нагрузкам на изгиб. Небольшая толщина швеллера служит, как правило, для возведения перекрытий на небольшом плече, создании перекидных сооружений средней длины.

С помощью швеллеров делают опоры для высоковольтных линий электропередач, краны, нефтяные вышки и прочие конструкции. Также часто подобные образцы находят применение в станкостроении, машиностроении и вагоностроении.

Большому распространению в промышленном производстве швеллера 10П поспособствовали его высокие характеристики прочности и надежности, а также доступная цена.

Швеллеры бывают разного размера и поэтому для каждого вида работ необходимо подбирать специальный металлопрокат. А для этого нужно знать на какую нагрузку его можно рассчитывать. Расчет нагрузки швеллера производится из того какой вид балки, и куда идет нагрузка. Удобней сделать расчет, представляя схему балки.

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.

Вид B. К этому типу относятся однопролетные балки, нагрузка распределяется равномерно. Обычно это балки междуэтажных перекрытий.

Вид C. Это шарнирно-опертые балки. Они имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно. Это балки перекрытий, обычно они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

Вид .E Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которую опираются балки перекрытия.

Вид F. Это консольные балки, где сосредоточена одна сила. Это может быть козырек над подъездом или входом в дом. Только в данном случае между швеллерами укладываются металлические листы, а них же сверху ставится стенка из кирпича.

Обычный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

  1. Сначала собрать всю нагрузку, которая будет направлена на балку – нормативную и расчетную и при этом уже умноженную на коэффициент надежности по нагрузкам.
  2. Полученный результат нужно умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).
  3. Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента. Формула такова: М max будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера (но в квадрате) единица измерения кНм.
  4. Затем перейти к вычислению требуемого момента сопротивления балки. Формула такова: Wтр будет равен Мmax, который умножается на коэффициенты условий работы и все нужно поделить на произведение 1с равный 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Это получится требуемое сечение см кубических. При этом нужно принимать, чтобы номер швеллера был больше требуемого момента сечения. Все данные берутся по ГОСТу.

Источник: https://the-master.ru/shvellery/kakuju-nagruzku-vyderzhivaet-shveller

Швеллер — использование и нагрузка

Как работает швеллер на нагрузку?

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:

1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Самые востребованные размеры швеллеров

Читайте также  Чем отличается швеллер у от п?

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 — один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

Благодаря высоким эксплуатационным качествам, «двадцатка» часто применяется в конструкциях с высокими нагрузками — как динамическими, так и статическими.

Встречаются и нестандартные применения швеллеров. Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП — «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.

Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.

При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.

Иногда швеллеры используют еще в качестве направляющего грузоподъемного устройства, в том числе, как пандусы для колясок и тележек.

В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.

Сколько может весить швеллер

Номер швеллера Масса 1 метра в кг Метров в тонне
 5 4,84  206,6
 6,5  5,9  169,5
 8  7,05  141,8
 10  8,59  116,4
 12  10,4  96,2
 14  12,3  81,3
 16  14,2  70,4
 18  16,3  61,3
 20  18,4  54,3
 22  21  47,6
 24  24  41,7
 30  31,8  31,4

Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?

А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.

Что же можно узнать из маркировки?

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

Тот же швеллер, но только из стали 09Г2С повышенной точности прокатки получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89, в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.

А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм — высота сечения изделия, 80 мм — ширина полок, а 6 мм — толщина полок и стенок)

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

     -Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

     -Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента.

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. ( 1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

по теме:

Источник: https://stvybor.ru/staty/183-shveller-ispolzovanie-i-nagruzka/

Как работает швеллер на нагрузку

Как работает швеллер на нагрузку?

› Швеллер

06.11.2019

Зачастую швеллер применяется для изготовления металлоконструкций (крановых мостов, ферм, лестниц, цеховых пролетов и пр.), при монтаже быстровозводимых зданий и сооружений, каркасов гаражей, стеллажей складских помещений, перекрытий, оснований крыш, армирования и усиления узлов. Основное достоинство этого проката – высокая несущая способность, которая имеет место благодаря форме его сечения (П-образное), при относительно малой металлоемкости.

Методика расчета размера швеллера, таблица моментов сопротивления швеллера по ГОСТ — смотрите здесь.

П-образный профиль, как горячекатаный, так и гнутый в металлоконструкциях чаще всего работает либо просто на изгиб, либо на изгиб + растяжение/сжатие. Расчет швеллера на прогиб (на прочность) – является обязательным при проектировании изделия, в состав которого входит данный профиль. Он может быть проверочным и проектировочным. Рассмотрим на примере расчет распределенной нагрузки на швеллер, который имеет шарнирное закрепление.

Пусть имеется швеллер 10П, изготовленный из стали 09Г2С. Длина балки составляет 10 метров. Для того, чтобы определить допустимое значение нагрузки на швеллер (допустимые значения), необходимы некоторые справочные данные. Возьмем их из соответствующих ГОСТов и СНиПов.

Предел текучести стали 09Г2С (или нормативное сопротивление) составляет Rун = 345 МПа. Моменты сопротивления швеллера 10П берем из ГОСТ 8240-97, и их значения относительно осей Х и Y составляют: Wx=34,9 см3, Wy=7,37 см3. Максимальный изгибающий момент возникает балке с таким типом закрепления и нагружения посередине, и определяется из выражения: М = W∙Rун.

Произведем расчет допустимого момента для двух случаев расположения швеллера: 1) стенка расположена вертикально; 2) стенка расположена горизонтально. Тогда:

  • М1 = 34,9∙345=12040,5 Н∙м
  • М2 = 7,37∙345=2542,65 Н∙м

Зная момент, определим допустимые значения распределенной нагрузки на швеллер. Она составит:

q1 = 8∙М1/L2 = 8∙12040,5/102 = 963,24 Н/м или 96,3 кгс/м
q2 = 8∙М2/L2 = 8∙2542,65/102 = 203,4 Н/м или 20,3 кгс/м

Получив значения допустимых распределенных нагрузок на швеллер, можно сделать вывод, что при данных условиях несущая способность швеллера расположенного по вертикали примерно в пять раз больше, чем в случае его расположения по горизонтали.

Момент сопротивления швеллера при проектировании перекрытий

При проектировании перекрытий, несущих металлоконструкций не достаточно одного прочностного расчета нагрузки на швеллер. Чтобы обеспечить надежность проектируемой конструкции, необходимо также произвести расчет на жесткость швеллера. Прогиб в данном случае не должен превышать допустимое значение.

Эта проверка профиля является обязательной при проектировании перекрытий для жилых и прочих помещений. Для примера возьмем ту же балку, что и ранее. Распределенная нагрузка, действующая на нее, составляет 50 кгс/м или 500 Н/м. Момент инерции швеллера 10П имеет значение Ix = 175 см4.

При проверке балки на жесткость, определяется ее относительный прогиб по формуле:

М – изгибающий момент, Н∙м L = 1000 см – длина хлыста E = 2,1∙105 МПа – модуль упругости стали

Ix = 175 см4 – момент инерции сечения швеллера

Момент сопротивления швеллера, изгибающий момент равен: М = q∙L2/8 = 500∙102/8 = 6250 Н∙м.

Тогда относительный прогиб швеллера 10П составит: f/L = 6250∙1000/(10∙2,1∙105∙175) = 0,017 = 1/59

Если сравнивать с допустимыми значениями относительно прогиба согласно СНиПам, то данный швеллер нельзя использовать для межэтажных перекрытий, так как там допустимое значение составляет 1/200. Следовательно, несмотря на обеспечение прочности данной конструкции, необходимо подбирать больший профиль швеллера, и проверять его на жесткость.

Прайс-лист на балку ГОСТ 19425 серии М, ГОСТ 8239, СТО АСЧМ 20-93, ГОСТ 26020 (Б-нормальную, Ш-широкополочную, К-колонную) для перекрытий.

Цены на уголок равнополочный сталь 3 сп/пс и 09Г2С, оцинкованный, неравнополочный ст. 3 для гражданского и промышленного строительства.

Нагрузка, выдерживаемая швеллером

Швеллер имеет характерную п-образной форму с поперечным сечением. У швеллера существует две части — стенки и полки. На поперечном срезе под стенкой подразумевают «перемычки», а под полками — ножки, имеющие форму буквы «П». Данный металлопрокат используется строителями преимущественно при постройке объектов в машиностроительной сфере, так как он не подвержен коррозии и более долговечен.

Читать еще:  Как усилить швеллер на прогиб

Вес гнутого швеллера зависит от его размеров. Обычно используется теоретическое значение, которое рассчитывается с определенной погрешностью. Например, масса одного метра составляет около 1 кг (1.03) для изделия, имеющего h:b:s 32:20:2, а при соотношении 120:70:4 – более 8 кг (8.32).

Основные области, где используется гнутый швеллер, – это каркас облицовки для внутренних или наружных стен. Он также подходит для создания каких-либо перегородок, полок или других складских конструкций.

Изготовление гнутого швеллера

Швеллер такого типа изготавливается в соответствии с ГОСТ. Он может быть равнополочным, производство которого регламентируется ГОСТ 8278, и неравнополочным — ГОСТ 8281. В общем случае изготовление профилей гнутых стальных должно производиться с учетом ГОСТ 11475. Данный стандарт распространяет свое действие на гнутые профили из стали различной формы, которые производятся на специальных станках с использованием заготовок:

  • Горячекатаных. Технология горячего проката предполагает изменение кристаллической решетки стали. Данный метод производства отлично зарекомендовал себя для изготовления балок, швеллеров и других простых форм.
  • Холоднокатаных. Швеллер гнутый стальной получают и из холодного проката. Подобный способ производства позволяет создать изделия, которые имеют повышенную (на 20%) устойчивость к деформации. Такая технология требует выполнения работ при сравнительно низкой температуре, поэтому кристаллическая решетка стали не меняется.
  • Низколегированных. Эти стали имеет специальные легирующие добавки, которые повышают их эксплуатационные характеристики. Очевидно, что стоимость подобных изделий будет выше, чем в первых двух случаях, однако и надежность увеличится.
Читайте также  Как приварить уголок к швеллеру?

Читать еще:  Как приварить уголок к швеллеру

Нужно сказать, что подобные профили вне зависимости от типа сырья могут монтироваться двумя способами. Первый вариант предполагает использование болтового соединения, а второй – сварной шов.

Профили производятся на специальных агрегатах, поэтому от того момента как сырье поступило в цех, до получения готовой продукции проходит несколько этапов. Технология проведения работ зависит от выбранного способа профилирования. Если оно осуществляется непрерывно, то нарезка производится уже самим агрегатом после того, как отформован отрезок определенной длины. Альтернативой данному варианту является поштучное профилирование. Оно предполагает предварительную нарезку заготовки, после чего они отправляются в агрегат, который и изготавливает гнутый швеллер.

Профили производятся на станке, поэтому снижение качества изделий возможно лишь в том случае, если калибровка валков была выполнена неправильно. Основные дефекты готового изделия – это серповидность, представляющая собой искривление в горизонтальной плоскости, винтообразность, волнистость, изгиб и искажение формы.

Технические требования к производству

При производстве гнутых профилей допускается использовать только стали определенных марок. На поверхности изделий не должно быть трещин, раковин, вкатанной окалины, различных загрязнений и вздутий. Согласно стандарту 11474 допускаются отдельные забоины, риски, отпечатки или вкатанные пузыри, которые не будут препятствовать выявлению дефектов.

Фактически гнутый швеллер имеет не так много отличий от стандартного, но даже неспециалист сможет различить два типа этих изделий.

Кромки и торцы заготовок не должны иметь зазубрин, расслоений или затянутой кромки. В небольшом количестве забоины и вмятины допустимы, если они не выводят размеры изделия за номинальные. Наличие трещин недопустимо для первой группы по качеству, однако для второй они могут иметь протяженность до 10 мм в месте изгиба для профиля толщиной 2 мм. Если данный параметр находится в пределах 2..5 мм, то протяженность может быть уже 15 мм, а для толщины более 5 мм – 20 мм и выше.

Швеллер гнутый ГОСТ 8278 83

Данный стандарт регламентирует изготовление равнополочных стальных гнутых. Он распространяется на все изделия такого типа, получаемые с помощью профилегибочных станов с использованием заготовок из рулонной горячекатаной или холоднокатаной стали, а также низкоуглеродистой или низколегированной. В процессе производства должны соблюдаться определенные требования, например, предельные отклонения.

Согласно стандарту 8278 они выбираются с учетом двух параметров: точности профилирования изделия и высоты его стенки. Когда стенка профиля менее 50 мм, для высокого класса точности допускается отклонение 0.75 мм. Для повышенной точности — 1 мм и для обычной 1 мм. В пределах 50..100 мм отклонения выглядят: 1.25, 1.3, 1.5 для трех классов точности соответственно. В диапазоне от 100 до 150 мм при высокой (и повышенной) точности профилирования и толщине стенки более 2.5 мм возможно отклонение в 1.5 мм, а для обычной — 2 мм.

Здесь мы приводим только часть требований, опуская большую часть статистической информации, которая содержится в таблицах, приведенных в ГОСТ. Для того, чтобы изучить её вы можете обратиться к первоисточнику, однако в большинстве случаев в ней нуждаются только узкие специалисты.

Отклонения от угла 90 градусов должны быть не более 1 градуса 30 минут для ширины полки менее 10 см, и 1 градуса для больших размеров. В противном случае швеллер, нагрузка на который будет достаточно высока, может не справиться с ней и станет причиной повреждения или обрушения сооружений.

Согласно стандарту 8287 длина гнутого профиля может выбираться в пределах от 3 до 11.8 м. Если используются немерные длины, то они могут составлять не более 7% массы партии. Допускается также выпускать длины, кратные мерным. Величина предельных отклонений длины выбирается в зависимости от длины. Для 6-метровых изделий точность порезки может составлять +40 мм, а для длин более 7 м: 40 мм+(5мм*количество_метров).

Читать еще:  Самодельные тиски из швеллера

Швеллер гнутый ГОСТ 8281 80

Стандарт регламентирует параметры неравнополочного профиля. Согласно данному документу швеллер может производиться из кипящей углеродистой или полуспокойной стали имеющей временное сопротивление разрыву более 460 единиц. Допускается также производство из углеродистых спокойных и низколегированных, имеющих ту же величину сопротивления разрыву.

Отклонение по толщине не распространяется на место изгиба, а предельные отклонения от 90 градусов выбираются в зависимости от ширины полки и бывают трех категорий: до 100 мм, выше 100 мм, повышенной точности. Гнутый швеллер неравнополочный может быть от 4 до 11.8 м. Основные правила в данном случае те же, что для равнополочных профилей.

Подводя итоги, отметим, что выше мы рассмотрели основные виды гнутых швеллеров, рассказали об их использовании, производстве и стандартах, действие которых распространяется на эти изделия.

.. | Сравнение швеллера и балки

Сравнение швеллера и балки

Для того, чтобы понять, что лучше применить в строительстве и монтаже, двутавр или швеллер, специалисты анализируют конструкции зданий и необходимые материалы. Строителю, решившему впервые построить дом или профессионалу порой трудно самому разобраться в этом вопросе. Тогда необходимо обратиться к тем специалистам, которые, рассчитав объём работ, предоставляют на выбор несколько вариантов металлопроката.

Потребление швеллера или двутавра зависит от требуемой прочности конструкции, области применения проката, типоразмера металла, наличия его на складах металлоторгующих компаний. Компания АО «Металлоторг» всегда рада предложить полную линейку швеллерной или двутавровой стали на 40 филиалах в разных областях России.

Мы готовы поставить недостающий типоразмер под заказ с другого филиала или напрямую с заводов-производителей.

Двутавр стальной выпускают по следующим госстандартам: 8239-89, 26020-83 и СТО АСЧМ 20-93. Производится балка: стальной сортамент от 100 мм до 1000 мм. Швеллер стальной горячекатаный производят по стандарту 8240-97, а швеллер гнутый по ГОСТ 8278. Горячекатаные бывают с высотой 50 — 400 мм,а гнутый профиль: размером от 25 мм до 400 мм.

По применению швеллер более универсален, для металлоконструкций он более удобен, т. к. полки располагаются с одной стороны, чем удобно его соединять с другими составляющими конструкции. Его применяют и в строительстве зданий, и в автомобильной, судостроительной промышленности в качестве деталей для техники.

Если он обладает необходимой прочностью и способен выдержать требуемую нагрузку, то швеллер металлический используют для перекрытий. Однако балка двутавровая прочней и жёстче в этом плане, на неё проще укладывать остальные элементы перекрытия зданий. Двутавр прочнее в качестве несущей конструкции, если установлен при этом вертикально.

При боковых нагрузках, перпендикулярно их вертикали, более надёжным оказывается швеллер. Это происходит за счёт перемещения центра тяжести у последнего в сторону поперечных граней полок.

Факт того, что полки двутавровой балки изготавливают по обе стороны, причём на одинаковое расстояние, по сравнению со швеллером, придаёт двутавру большую прочность и жёсткость. Усилия, возлагаемые на швеллерный прокат, распределяются неравномерно. Балка двутавровая нагрузка действует вертикально, на обе полки, стенка при этом противодействует сжатию.

Профессионалы сравнивают указанные виды металлопроката не по номерам, а по примерно одинаковым размерам полок и стенки проката. Также необходимо учитывать данные ГОСТов, в частности радиус закругления; моменты сопротивления относительно осей Х и У — Wx и Wy.

Ось Х у обоих рассматриваемых видов проката проходит перпендикулярно через середину стенки, параллельно полкам. Wx характеризует сопротивляемость нагрузкам, которые направлены перпендикулярно полкам — при том,что оба вида проката установлены на нижнюю полку. Wy определяет сопротивление воздействиям перпендикулярно стенке и вдоль полок.

Величина Wх у испытуемого металла всегда больше Wy. А чем больше соответствующие величины, тем прочнее сравниваемый металлопрокат.

Таблица швеллеров и балок со схожими типоразмерами

Как работает швеллер на нагрузку Ссылка на основную публикацию

Источник: http://stalcu.ru/shveller/kak-rabotaet-shveller-na-nagruzku.html

Изготовление стального швеллера

Стальной швеллер (ГОСТ 8240-97) имеет ярко выраженное отличие от обычной балки, которое заключается в наличии особого сечения П-образной формы. Такие металлоизделия получают путем прокатки заготовок горячим методом или с применением технологии холодной деформации стальных листов. Его производят в виде стального сортового проката 3пс/сп5 и проката из сплавов 09г2с. Швеллеры в зависимости от формы делятся на две разновидности:

  • параллельный — внутренние грани расположены строго параллельно относительно друг друга;
  • уклонный — внутренние грани размещаются под уклоном.

Как упоминалось выше, швеллер — это очень востребованный и популярный материал, без которого не может обойтись ни одна стройка. Он применяется при возведении зданий и сооружений жилого и промышленного назначения, частных и загородных домов, заборов и ограждений, мостов, металлоконструкций и ферм.

Горячекатаный швеллер

Одной из разновидностей стального является горячекатаный швеллер, сечение которого также П-образной формы. Его изготовляют в виде двух полок, которые друг к другу расположены параллельно, и одной соединяющей стенки. Такой швеллер делится на 3 разновидности:

  • с кратной немерной длиной;
  • с кратной мерной длиной;
  • с мерной длиной.

Что касается размеров швеллера, то они могут быть и нестандартными, поскольку все зависит от пожеланий и требований заказчика. Внутренние грани должны иметь уклон не более 10 %. Горячекатаный швеллер – это универсальный материал для легкой и тяжелой отраслей промышленности.

Разновидности

Сегодня существуют другие разновидности горячекатаного швеллера, например специальный для вагоностроения и такой же для автомобилестроения.

Гнутый стальной швеллер производят из низколегированной, горячекатаной, холоднокатаной и углеродистой стали на гибочных станках. Он делится на два вида: неравнополочный и равнополочный.

Читайте также  Сортамент металлопроката швеллер

Применяется такой металлопрокат в случаях, когда на возводимую конструкцию будут оказываться огромные нагрузки на изгиб.Для производства низколегированного стального швеллера используется (как видно из названия) низколегированная сталь.

Она характеризуется высокой стойкостью к различным динамическим нагрузкам и большим колебаниям температуры воздуха.

Швеллер: размеры

Таблица ниже содержит характеристики швеллеров марки У (грани расположены с уклоном).

Следующая таблица содержит характеристики горячекатаных швеллеров марки П с параллельными гранями.

Условные обозначения:

  • t – толщина полки;
  • b – ее ширина;
  • h – высота готового изделия;
  • s – толщина стенки.

Таким образом, стальной швеллер – это изделие, предназначенное для придания возводимым конструкциям более высокой устойчивости. Всю осевую нагрузку такой металлопрокат принимает на себя и равномерно ее распределяет по своей поверхности. Благодаря этому обеспечиваются высокая жесткость и прочность металлоконструкции при нагрузках на изгиб.

Источник: http://.ru/article/212894/shveller—eto-chto-takoe-vidyi-opisanie-i-sfera-primeneniya-shvellerov

Установка швеллера — как правильно установить на конструкциях?

Швеллер – вид фасонного проката, часто используемый для монтажа перекрытий. Перекрытие – нагружаемая конструкция, находящаяся внутри здания и разделяющая его на несколько уровней: этажи, мансарды, чердаки. Оно воспринимает нагрузки от элементов самого перекрытия, оборудования, мебели, людей с последующей их передачей на стены или колонны, что зависит от архитектуры здания.

Перекрытия бывают плитными и балочными. Второй вариант часто используется в малоэтажном частном строительстве, функцию балки может выполнять стальной швеллер.

Как правильно установить швеллер при устройстве перекрытия?

П-образный профиль применяется для создания цокольных, межэтажных и чердачных перекрытий. При установке швеллера учитывают следующие моменты:

  • швеллер устанавливают на полку, то есть поперечное сечение имеет вид буквы «С», а не «П». Это связано с тем, что момент сопротивления сечения в этом случае выше, чем при монтаже проката буквой «П»;
  • правильная установка швеллера в конструкциях подразумевает расположение букв «С» от середины перекрытия в противоположные стороны, так как центр тяжести этого профильного изделия располагается вне сечения его стенки. Положение центра тяжести зависит от модификации швеллера. Такая схема монтажа компенсирует касательные напряжения.

Способы закрепления швеллера при устройстве перекрытий

  • Межэтажная балка перекрытия – шарнирно-опертая, испытывает равномерно-распределенную нагрузку.
  • Козырек из двух швеллеров с железобетонным заполнителем – консольные балки с жесткой заделкой, нагружаются равномерно-распределенно.
  • Балка перекрытия, выпущенная за пределы стены, – шарнирно-опертая с равномерной нагрузкой.
  • Перемычка, предназначенная для опирания одной или двух балок перекрытия, – шарнирно-опертая с одной или двумя сосредоточенными нагрузками.
  • Козырек из двух профилей со стальным листом между ними и с установленной стеной – консольные балки с сосредоточенной нагрузкой.

От правильного выбора номера швеллера, шага между балками и способа закрепления во многом зависит надежность строительной конструкции.

Источник: https://TreydMetall.ru/info/ustanoa-shvellera-kak-pravilno-ustanovit

Расчет нагрузки на двутавр

Двутавр – вид фасонного металлопроката, способный принимать большие нагрузки, по сравнению с уголком и швеллером. В частном строительстве металлопрокат с сечением Н-образного профиля используется только при создании крупногабаритных строений.

Для выбора подходящего номера двутавровой балки производят профессиональные расчеты на прочность и прогиб с помощью формул или с использованием онлайн-калькулятора.

Исходными данными являются: длина пролета, тип закрепления балки, характер нагрузки, планируемый шаг размещения профильного проката, наличие или отсутствие дополнительных опор, марку стали.

Выбор типа балки, в зависимости от запланированных нагрузок

Производители предлагают металлические двутавры с несколькими типами поперечного сечения, предназначенные для различных эксплуатационных условий.

Такая продукция, в зависимости от типа сечения, может применяться в крупногабаритном жилищном строительстве, при возведении зданий промышленного и гражданского назначения, в мостостроении.

Для каждого из них в соответствующем стандарте имеется таблица, в которой указаны размерные параметры, масса 1 м, момент и радиус инерции, момент сопротивления. Эти характеристики используются в расчетах на прогиб и прочность.

С уклоном внутренних граней полок 6-12 %

Производство этого металлопроката регламентируется ГОСТом 8239-89. Благодаря скруглению внутренних граней около стенки, обладают высокой прочностью и устойчивостью к прилагаемым усилиям.

С параллельными внутренними гранями полок

Эта продукция выпускается в соответствии с ГОСТом 26020-83, выделяют следующие типы:

  • Б – нормальный. Применяется для эксплуатации под средними нагрузками.
  • Ш – широкополочный. Может использоваться для разрезки по продольной оси для получения таврового профиля. Тавр укладывается на один пролет. Целый двутавровый профиль – на один или несколько пролетов. Эти металлоизделия очень массивны. Плюсом их использования является возможность использования в качестве самостоятельного элемента без применения усиливающих деталей.
  • К – колонный. Это наиболее массивные профили. Имеют широкие, утолщенные полки и стенки. Применяются при устройстве большепролетных конструкций.

Источник: https://steelfactoryrus.com/kak-rabotaet-shveller-na-nagruzku/

Как рассчитать и выбрать размер швеллера с учетом нагрузки на изгиб

Как работает швеллер на нагрузку?

Швеллер является продукцией прокатного производства, которая имеет U-образное поперечное сечение. В зависимости от технологии производства, швеллеры бывают горячекатаные и гнутые.

Размеры и форма г/к швеллеров общего назначения регламентируются стандартом ГОСТ 8240-97. Ширина проката согласно указанному нормативному документу может быть от 32 до 115 мм, а высота 50 — 400 мм.

В обозначении номера профиля зашифрована высота швеллера в сантиметрах (цифра) и серия или тип профиля (буква).

Размеры гнутого швеллера регламентируются стандартом ГОСТ 8278-83. В соответствии этому документу высота профиля может принимать значение от 25 до 410 мм, толщина швеллера – от 2 до 8 мм, и ширина может быть 26 — 160 мм.

В APEX METAL вы сможете приобрести швеллер наиболее востребованных размеров из стали марок Ст3 и 09Г2С:

  • серии П с параллельными гранями — типоразмеры профиля 5П — 30П;
  • серии У с уклоном граней — типоразмеры профиля 6,5У — 30У;
  • гнутый швеллер с размерами от 50х40х3 до 250х125х6.

Значения высоты и ширины полки, ширины и толщины стенки по ГОСТ 8240-97 смотрите на странице — Как правильно расшифровать условное обозначение швеллера.

Методика расчета швеллера на изгиб

Наиболее часто швеллер используют в качестве элемента, который работает на изгиб. Следовательно, ни один расчет данного профиля не обходится без определения его прочности под воздействием изгибных нагрузок. На сегодняшний день создано множество программных продуктов и калькуляторов расчета швеллера, которые позволяют произвести массовые, прочностные и проверочные расчеты.

Покажем, как самостоятельно всего за 3 шага найти момент сопротивления и подобрать соответствующий размер швеллера с учетом действующих нагрузок.

1. Сначала необходимо определить максимальное значение момента в профиле швеллера, который вычисляется по формуле:

  • М = 9,81 х q х l²/ 8 / 1000, где

q – значение распределенной нагрузки l – длина швеллера.

2. Зная изгибающий момент, определяем необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, чтобы обеспечить его прочность:

Ry – расчетное значение сопротивления материала по пределу текучести (согласно СНиП 2-23-81).

Наименование стали Марка стали по ГОСТ Ry, МПа, с толщиной проката
С245 Ст3пс5, Стсп5 240 МПа (2 — 20 мм), 230 МПа (20 — 30 мм)
С275 Ст3пс 240 МПа (2 — 20 мм)
С345 12Г2С, 09Г2С 335 МПа (2 — 10 мм), 315 МПа (10 — 20 мм), 300 МПа (20 — 40 мм)

3. Сравниваем полученное расчетное значение момента сопротивления швеллера и теоретические значения в таблицах ГОСТ, выбираем требуемый размер проката.

Номер швеллера серии У Момент сопротивления Номер швеллера серии П Момент сопротивления Размер швеллера по ГОСТ 8278 Момент сопротивления
9,1 9,1 50х40х3 5,62
6,5У 15 6,5П 15 60х32х2,5 5,1
22,4 22,5 60х32х3 5,85
10У 34,8 10П 34,9 80х32х4 10,71
12У 50,6 12П 50,8 80х50х4 15,92
14У 70,2 14П 70,4 80х60х4 18,81
16У 93,4 16П 93,8 100х50х3 17,18
18У 121 18П 121 100х50х4 21,57
20У 152 20П 153 100х50х5 25,56
22У 192 22П 193 120х50х3 21,98
24У 242 24П 243 120х60х4 32,25
27У 308 27П 310 120х60х5 38,6
30У 387 30П 389 140х60х5 47,8
40У 761 40П 763 140х60х6 55,08
160х50х4 41,76
160х60х4 48,84
160х60х5 58,38
160х80х4 60,01
160х80х5 72,69
180х70х6 79,15
180х80х5 85,22
200х80х4 80,94
200х80х6 114,84
200х100х6 137,43
250х125х6 221,64

Выбор размера швеллера на примере

Пусть имеется швеллер, длина которой составляет 6 метров и он имеет шарнирное закрепление. На него действует распределенная нагрузка, величина которой составляет 250 кг/м. Расчет ведется в следующей последовательности:

  1. Максимальное значение момента в профиле швеллера М = 9,81 х 250 х 6²/ 8 / 1000 = 11,04 кН∙м.
  2. Необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, Wн = 11,04 х 1000 / 240 = 46,0 см3 (согласно СНиП 2-23-81 для стали С245 Ry = 240 МПа).
  3. Подбираем по таблице ГОСТ размер швеллера с моментом сопротивления не ниже вычисленного значения 46,0 см3.

Это будет швеллер 12П (У) ГОСТ 8240-97 — значение момента сопротивления 50,8 см3 или швеллер гнутый 140х60х5 ГОСТ 8278-83 — значение момента сопротивления 47,8 см3.

Вес швеллера 12П длиной 6 метров = 64,20 кг, швеллера 140х60х5, той же длины – 58,62 кг.

В каталоге на сайте APEX METAL приведены актуальные цены за тонну швеллера. Соответственно, получим стоимость 1 штуки швеллера для каждого типоразмера:

  • швеллер 12П – 2856 руб
  • швеллер 140х60х5 – 2684 руб

Можно заметить, что из условий расчета швеллера на прочность, работающего на изгиб, немного более экономичным решением будет использование гнутого швеллера в сравнении с горячекатаным.

Балка двутавровая

Прайс-лист на балку ГОСТ 19425 серии М, ГОСТ 8239, СТО АСЧМ 20-93, ГОСТ 26020 (Б-нормальную, Ш-широкополочную, К-колонную) для перекрытий.

Уголок металлический

Цены на уголок равнополочный сталь 3 сп/пс и 09Г2С, оцинкованный, неравнополочный ст. 3 для гражданского и промышленного строительства.

Источник: https://apex-metal.ru/articles/shveller_raschet/