Чем отличается швеллер от двутавра


Производители металлопроката из низкоуглеродистых, низколегированных сталей выпускают швеллеры и двутавры. Отличия, кроме названий, касаются нескольких параметров: формы поперечного сечения, способности сопротивляться статическим или динамическим нагрузкам, ценам.

Двутавр — (от латинского слова taurus — бык) металлопрофиль с “рогами” с двух сторон стенки.

К слову, продукция этого типа состоит из трех элементов:

  • стенки — вертикальной перемычки;
  • двух полок, примыкающих к перемычке параллельно друг другу.

В поперечном сечении двутавровая заготовка выглядит, как буква Н. Прокат этого типа используют строители высотных зданий, мостов, производители автомобилей, железнодорожного транспорта. Стандартный металлопрофиль с гранями, перпендикулярными стойке, регламентирован российским ГОСТ Р 57837-2017.

Швеллер — стальной стержень, который выглядит как половинка квадратной трубы. В поперечном сечении напоминает букву П, состоит из стенки, соединяющей края двух противоположных полок.

Простота производства, возможность соединения в прямоугольную “коробку”, устойчивость к статическим нагрузкам и простота монтажа — главные свойства П-образного профиля. Требования к металлопрофилям этого типа, изготовленного горячекатаным способом, формализованы в ГОСТ 8240-97. Гнутые аналоги, представленные производителями “черного” проката, должны соответствовать межгосударственным стандартам ГОСТ 8278-83.

Характеристика швеллера

П-образный металлопрофиль изготавливают двумя способами: горячей прокаткой, гнутьем стальных полос. В первом случае болванки из низкоуглеродистых, низколегированных сплавов нагревают до 1060—1350 °С, затем пропускают через прокатный стан с двумя валиками. Валики задают прокату нужную форму, толщину и длину стойки и полок. Второй способ производства предусматривает применение гибочных станков, способных превратить стальные полосы разной ширины и толщины в стержни П-образной формы. Оборудование может работать в автоматическом или ручном режиме. Выбор сырья зависит от запросов заказчика, технических характеристик станков.

Справка: металлопрокатный стан — производственный комплекс, включающий силовую энергетическую установку, рабочий стол и набор валиков, предназначенный для холодной или горячей деформации металла нужного профиля.

Исходный материал для производства — низкоуглеродистые, низколегированные стали. К первым относят марки типа Ст3сп/пс 5 категории, соответствующие ГОСТ 380-2005, ко вторым —  09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД и 15ХСНД по ГОСТ 19281-89. Две последние марки — стали, устойчивые к коррозии, которые применяют для строительства открытых конструкций — мостов, виадуков, каркасов для рекламных стоек и т.п. Продукция этого типа менее металлоемкая, чем и отличается швеллер от двутавра.

При подборе проката учитывают основные физические показатели:

  • высоту, толщину перемычки — 25-410 мм/3,0-11,0 мм;
  • ширину, толщину полки — 30-180 мм/4,8-13,5 мм;
  • радиус кривизны (для гнутых изделий) — 6,0-15 (радиус внутреннего закругления), 1,5-9 (радиус закругления параллельных плоскостей).

Геометрия поперечного сечения П-профиля может быть разной:

  • с полками, перпендикулярными стенке;
  • плоскости выгнуты наружу или внутрь;
  • стойка имеет выпуклую или вогнутую форму линзы.

Области применения швеллерного проката:

  • строительство (каркасные здания, ангары, склады, сегменты мостов, виадуков, трубопроводов);
  • автомобилестроение (рамные конструкции, сегменты крепления узлов, механизмов);
  • станкостроение (краны, лебедки, изготовление направляющих рельсов);
  • судостроение (части конструкций из марок сталей (РС)А, (РС)В, (РС)D, (РС)A32, (РС)D32, (РС)A36, (РС)D36).

Характеристики двутавровой балки

Двутавр делают в форме стержней, имеющих в поперечном сечении форму буквы Н. Прокат состоит из тех же элементов, что и швеллер: стойки и присоединенных к ней двух полок. Википедия выдает впечатляющие сведения о прочности этого вида заготовок: жесткость двутавровых балок в 30 раз выше, а прочность — в 7 раз больше, чем у П-проката с аналогичной площадью сечения. Это и есть ответ на вопрос “что крепче: швеллер или двутавр”?

Технологии изготовления Н-профиля:

  • горячая прокатка;
  • сварка;
  • соединение заклепками.

Для горячей прокатки металл (сталь марок Ст3, 09Г2С) нагревают до температуры 1000-1100 градусов, затем заготовки пропускают через прокатный стан, предварительно очистив от окалины. Валики прокатного станка придают заготовкам нужную форму, толщину, высоту и ширину полок.

Для сварочной или заклепочной сборки требуются три отдельных сегмента, из которых делают стенку и две плоскости.

В промышленности используют два вида двутавровых балок: с параллельными или наклонными внутренними поверхностями полок. Первый вариант производят в соответствии с ГОСТ 26020-83, второй — ГОСТ 8239-89.

Оба типа металлопроката имеют схожие технические параметры:

  • высота — 100-600 мм;
  • ширина плоскости — 50-303 мм;
  • толщина перемычки — 4-24 мм.

1 метр Н-образного стержня  может весить от 9 до 108 кг. Точность прокатки делится на две категории (Б — повышенная, В — обычная), в зависимости от назначения, металлоемкости П-прокат делят на группы: нормальные, широкополочные, колонные и дополнительных серий.

Длина штучного прутка в соответствии с ГОСТ — 6-12 м, межгосударственные стандарты допускают изготовление продукции с другими параметрами:

  • мерной, закрепленной в тех. документации;
  • мерной с отрезком;
  • кратной мерной;
  • кратной мерной с отрезком.

Двутавровые балки применяют в строительстве масштабных объектов недвижимости: жилых домов, заводских зданий, гипермаркетов, складов, доков, железнодорожных депо — везде, где нужна прочность, жесткость, укрепление несущих архитектурных элементов. Плюсы:

  • высокие технические характеристики;
  • удобная транспортировка любым видом транспорта;
  • относительно небольшой вес;
  • простое соединение с другими строительными материалами (бетон, железо, дерево, полимеры и т.п.).

К недостаткам относят низкую устойчивость к скручивающим нагрузкам.

Чем отличается швеллер от двутавра

Кроме геометрической формы при поперечном разрезе, эти два вида проката отличаются набором технических характеристик и условиями использования.

Двутавр

Стенка, соединяющая полки по их центру, воспринимает нагрузку на сжатие. Основная масса стали сосредоточена в параллелях, которые имеют гораздо большую толщину, поэтому эти элементы проката легко распределяют давление вертикальной нагрузки и отвечают за обеспечение высокого момента инерции. Двутавровые балки уязвимы к скручиванию при неравномерной нагрузке на длину пролета, поэтому их используют для строительства крупных объектов.

Швеллер

Ось инерции П-образного профиля не совпадает с геометрией стенки — и это главное, чем отличается швеллер от двутавра. Металлопрокат уверенно сохраняет свойства при косом изгибе или сваривании в “коробку”, которую применяют при строительстве легких конструкций — навесов, перекрытий для технических помещений, пристроек, каркасов и т.п.