Калькулятор веса швеллера

3 Вес одного метра и размеры профиля № 16 по ГОСТ 8240

Весь прокат стандарта 8240 равнополочный (про швеллеры еще часто говорят – равноплечий). Имеется в виду, что полки у профиля одинаковой ширины. Она, как и остальные размеры, зависит от серии изделия, а также от того, основного типоразмера швеллер или это его усиленная модификация. Поэтому у разных видов швеллерных изделий, обозначаемых одним и тем же номером, отличаются форма и площадь сечения, а вследствие этого у них также неодинаковые: удельный вес (масса 1 метра); моменты сопротивления, инерции и статические полусечения; радиусы инерции; расстояния между осями и наружной поверхности стенки. Это отражается на технических характеристиках профиля.

Все остальные размеры поперечного сечения швеллера №16 по сериям указаны в таблице:

Примечание. В стандартах и прочей техдокументации на чертежах сечения швеллерного профиля размеры обозначаются следующим образом:

• высота – h;
• толщина стенки – s;
• размеры полок швеллера: толщина – t, а ширина – b;
• радиусы закругления: на внутренней поверхности профиля – R, а на кромке его полки – r.

Толщина полок первого типа (с наклонной гранью на внутренней стороне изделия) указана и замеряется средняя. То есть посередине между кромкой полки и стенкой профиля. Местоположение этой точки рассчитывается по формуле: (b – s)/2.

Значения площади сечения (взятые из ГОСТ 8240) по сериям (см2): у швеллеров 16У и 16П – 18,1, 16аУ и 16аП – 19,5, экономичных 16Э – 17,85, легких 16Л – 9,04, а у специальных 16С – 21,95 и 16Са – 25,15.

Площадь сечения швеллера16У

Масса одного метра для профилей №16 серий:

• 14,2 кг – у 16У и 16П;
• 15,3 кг – 16аУ и 16аП;
• 14,01 кг – 16Э;
• 7,1 кг – 16Л;
• 17,53 кг – 16С;
• 19,74 кг – 16Са.

Значения веса одного метра и площади сечения являются теоретическими, потому что их рассчитали по формулам, причем для профилей с номинальными размерами. Вычисляя массу одного метра, плотность стального сплава принимали равной величине 7850 кг/м3 (кстати, в стандарте указано эквивалентное значение 7,85 г/см3).

Прокат ГОСТ 8240 выпускают длиной 2–12 м. Стандартом допускается производство профилей длиннее 12 м. Это должны между собой согласовывать заказчик и изготовитель. Швеллеры производят партиями, в которых профили имеют одну из длин:

• мерную – какую-то определенную, оговоренную в заказе на поставку;
• кратную мерной;
• немерную – в пределах регламентируемого стандартом диапазона или не меньше установленной в заказе;
• ограниченную в границах немерной;
• мерную с немерными изделиями, количество которых не превосходит 5 % от всей массы поставляемой партии;
• кратную мерной с немерными изделиями, количество которых не превосходит 5 % от всей массы поставляемой партии.

Гнутый стальной швеллер: ГОСТ, сортамент, технические характеристики

Исходной заготовкой при производстве гнутого профиля является стальная горяче- или холоднокатаная полоса. Процесс изготовления проходит на профилегибочных агрегатах. Гнутый металлопрофиль можно отличить от горячекатаного по скругленным наружным углам и одинаковой толщине стенки и полок, которая не превышает 8 мм. При гибке устраняются некоторые поверхностные дефекты. В отличие от горячекатаной металлопродукции, которая выпускается только равнополочной, гнутая производится как равно-, так и неравнополочной. Сортамент равнополочных изделий определяется ГОСТом 8278-83, неравнополочных – ГОСТом 8281-80. Их ассортимент гораздо шире перечня горячекатаного проката П-образного профиля. Высота стенки равнополочного профиля – 25-410 мм, ширина полки – 26-65 мм, толщина стенки – 2-8 мм.

Из-за прочности, уступающей аналогичной характеристике горячекатаных металлоизделий, различные марки гнутого швеллера применяются в качестве дополнительных усиливающих элементов в металлоконструкциях, при проведении отделочных работ, мероприятий по реконструкции ветхих строений, в которых невысокая масса металла имеет решающую роль.

Заключение

Усиление швеллера при различных напряжениях и нагрузках требует особого подхода, изучающего их характер. Только так можно подобрать наиболее подходящий способ, который бы обеспечил высокую прочность конструкции. В каждом случае потребуется обязательное проведение расчётов, чтобы внесённые изменения не оказались ошибочными.

Как область использования зависит от размеров швеллера

Рассматриваемый вид металлопроката используется во многих сферах, благодаря своей прочности, стойкости, небольшому весу. Но разные габариты деталей относятся к конкретным областям или имеют специальное назначение.

Швеллер 8 – очень компактный, поэтому подходит для индивидуального строительства как бетонная перемычка. Он может являться частью основы для сооружения окон, дверей. Широкое распространение за счет универсальных размеров, прочности, имеет и деталь с цифровой маркировкой 10, выполненная горячей прокаткой.

Аналогично изготавливается швеллер 12. Его основное преимущество в том, что он отлично поддается сварке. Его применяют для усиления несущей способности конструкции, для армирования зданий. Профиль 14 выпускают на прокатных станках. Его высокая жесткость актуальная для несущих балок, перекрытий при высотном и вагонном строительстве.

Швеллер 16 горячего проката применим для возведения высоток и металлических мостовых опор. Габариты детали 18 дают возможность употребить его, как арматуру на высоких зданиях, в частях с высокой нагрузкой.

Профили 20-24 являются высокопрочными. Они необходимы для перегруженных построек, движущихся конструкций. К примеру, 24-й швеллер используется для строительства раздвигающихся мостов, кранов высокой подъемности.

Прежде чем выбирать металлопрокатную конструкцию, вспомните о существовании разных категорий профилей.

Зная решающие характеристики, выяснить марку швеллера и сырье для его производства по маркировке швеллера не трудно. На заводах-изготовителях прокат обозначается специальными инструментами.

1 ГОСТы, по которым изготовляют швеллеры №40, и виды этого швеллера по сериям

Горячекатаные стальные изделия №40 относятся к определенному типу швеллеров. Чем горячекатаные стальные отличаются от всех остальных профилей с П-образным сечением более-менее подробно описано в характеристиках аналогичных швеллеров №16.

Профиль №40 производят по шести стандартам. Один из них на сортамент горячекатаных швеллеров – это ГОСТ 8240-97. Он распространяется на горячекатаные швеллерные стальные изделия общего, а также специального назначения, типоразмеры которых имеют ширину полок в диапазоне значений 32–115 мм и высоту профиля 50–400 мм. В данном ГОСТе содержится сортамент всех этих швеллеров (включая рассматриваемый прокат №40) и требования к таким их техническим характеристикам, как площадь, геометрические форма и размеры поперечного сечения, длина и удельный вес (масса 1 метра) изделий, предельно допустимые отклонения от номинальных значений размерных параметров и ряд других аналогичного свойства.

В остальных пяти ГОСТах с техническими условиями приводятся требования к качеству изготовляемых по этим стандартам металлоизделий и такие характеристики, как прочность и иные свойства, а также соответствующая классификация по ним; полный список марок сталей, которые используются для производства, и их химический состав; ряд других параметров готовой стальной продукции. Эти ГОСТы распространяются не только на швеллеры стандарта 8240, но и на многие другие виды проката.

Швеллеры стандарта 8240

Почему для одного и того же металлоизделия ГОСТов с техническими условиями несколько? Каждый из этих стандартов описывает требования для проката в зависимости от сферы и условий его применения, охватывая при этом только какую-то свою, сравнительно узкую область использования того или иного вида металлопродукции.

В соответствии со стандартом 8240 изготовляемые по нему горячекатаные швеллеры делят на несколько видов. В первую очередь – по форме полок. Они могут быть с наклонной гранью со стороны внутренней поверхности изделия и с параллельными гранями.

По геометрическим размерам и форме поперечного сечения швеллеры №40 бывают трех серий:

• У – профили с полками 1 типа;
• П – профили с полками 2 типа;
• Э – экономичные швеллеры с полками 2 типа.

В них у этого изделия есть только по одному типоразмеру, то есть сортамент швеллера №40 состоит из трех профилей: 40У, 40П и 40Э.

Общее понятие швеллера

Профиль состоит из 2 полок, расположенных с одной стороны, и стенки.

С немецкого языка это слово переводится как юбка. Считается, что поперечное сечение элемента похоже на данный предмет одежды.

Предназначение

Швеллер применяется для обеспечения сооружениям жесткости, устойчивости, т.е. выступает опорной конструкцией. Изделие хорошо работает на изгиб и выдерживает постоянные нагрузки, приложенные к осям. Прокат позволяет увеличить несущую способность сооружения или конструкции. Колонны, кровельные прогоны предполагают наличие такой составляющей. Прочностные характеристики элемента позволяют воспринимать существенные вибрационные и быстро изменяющиеся во времени нагрузки. Поэтому он часто эксплуатируется как рельсы для производственных кранов.

Области применения

Сфера применения элемента обширная. Без него не обходится ни строительство, ни машиностроение. Профиль применяют при возведении промышленных зданий, прокладке инженерных сетей и коммуникаций. Встречается в горизонтальных несущих ограждающих конструкциях, в пандусах.

Машиностроение не обходится без швеллеров.

Кроме того, швеллер применяется при возведении мостовых сооружений, реконструкциях зданий. Элемент используется в качестве арматурных стержней для усиления бетона. Производство перил, лестниц, мебели или декоративных изделий также не обходится без этого профиля. Создание вагонов, судов или машин тоже предполагает его использование.

Для простых людей можно привести следующий пример применения: на даче или в частном доме для сооружения лестниц или чердачных перекрытий, для теплиц или парников.

Преимущества использования

Прокат имеет перечень преимуществ, которые обуславливают его частое использование:

1. Небольшой вес. Это делает возможным создание облегченных конструкций.
2. Устойчивость к нагрузкам. Прокат хорошо воспринимает разного вида напряжение (осевое, на изгиб, на сжатие и т.д.).
3. Швеллер хорошо поддается механической обработке и обладает отличной свариваемостью.
4. Имеет длительный срок эксплуатации.
5. Устойчивость к коррозии, другим отрицательным факторам.
6. Выпускается нескольких видов, что обеспечивает универсальность применения.
7. Делает возможным создание конструкций без сварочных работ.
8. Низкие показатели металлоемкости.

Стальной швеллер — существующий сортамент и особенности изделий различного типа

Один из наиболее востребованных типов сортового металлопроката — стальной швеллер, нашедший применение в различных отраслях народного хозяйства. Производители предлагают значительный сортамент продукции данного типа, производство которого регламентируется целым рядом действующих нормативных документов (ГОСТ). 

Вы всегда можете ознакомиться на нашем сайте с актуальными ценами на швеллер.

Назначение и сфера применения

Стальной швеллер представляет собой горячекатаный или холодногнутый профиль, имеющий сечение в виде буквы «П». Применяется в промышленном и гражданском строительстве (включая и монолитное) в качестве одного из основных конструктивных элементов металлоконструкций различного назначения. В зависимости от модификации может применяться в станко- и машиностроении, при производстве автомобилей, вагонов, судов различного класса.

Преимущества изделия

По сравнению с двутавровыми балками стальной швеллер имеет меньшую массу, что делает возможным его применение в конструкциях, к которым предъявляются более жесткие требования по общему весу. Среди его преимуществ можно выделить следующие показатели:

• Возможность снижения металлоемкости любых конструкций и сооружений, в которых применяется швеллер.
• Более низкая себестоимость производства (по сравнению с двутавром).
• Возможность изготовления по различным технологиям.
• Значительный сортамент, включающий в себя и изделия из специальных серий.

Конечно, используемая форма сечения привела к снижению несущей способности, но существующих технических характеристик вполне достаточно для большой сферы применения. 

Особенности производства

На практике применяют две основных технологии производства стальных швеллеров, которые позволяют получать изделия с различными физическими характеристиками.

Для применения в качестве элементов с повышенной несущей способностью используется горячекатаный стальной швеллер, производство которых осуществляется на прокатных линиях различной мощности.

При производстве продукции такого типа используют различные сорта конструкционной, углеродистой и низколегированной стали. При этом, для получения различных по свойствам швеллеров может использоваться кипящая, полуспокойная и спокойная сталь, отличающаяся количеством обработок по удалению из металла кислорода. Швеллер из материала первого типа отличается большей пластичность, а изделия из спокойной стали обладают повышенной механической прочностью и устойчивостью к нагрузкам.

Более доступный по стоимости вариант, это холодногнутые швеллера, получаемые из холодно- и горячекатаной рулонной стали. Они отличаются высокой устойчивостью к изгибающим нагрузкам, могут использоваться в фасадных конструкциях и при возведении сооружений, к которым не предъявляются требования по значительной несущей способности.

Большая часть производимой продукции приходится на швеллера из стали марок СТ3 и 09г2с. 

Существующие классификация и соответствующие ГОСТы

На текущий момент действует ряд ГОСТов, определяющих сортамент и требования к швеллерам различных типов.

1. Горячекатаные стальные швеллера, соответствующие ГОСТ 8240-97 (принят в замену устаревшего ГОСТ 8240-89). Высота профиля варьируется в пределах от 50 до 400 мм, а ширина полок может составлять 32-115 мм. Производители предлагают продукцию серий У (с уклоном полок, отличающиеся повышенной прочностью), П (параллельные полки), Э (экономичная серия, имеющая уменьшенное сечение, сокращающее потребность металла при производстве), Л (легкая серия).

2. Стальные швеллеры специальной серии по ГОСТ 19425-75, используемые в автомобильной промышленности. Высота таких изделий может достигать 350 мм, производство налажено так же по горячекатаной технологии. Швеллера данного класса выпускаются с обычной и высокой точностью обработки поверхности.
    
3. Гнутые стальные швеллера могут быть изготовлены на основании требований двух нормативных документов, ГОСТ 8278-75 (равнополочные) и ГОСТ 8281-80 (разнополочные).

Особенности поставки

 Производители осуществляют поставки швеллера, длина которого может достигать 12 м, при необходимости заказа более длинных изделий, условия оговариваются в индивидуальном порядке.

Возможны поставки швеллера мерной, немерной, кратной мерной длины. При планировании доставки и расчета необходимого количества проката, рекомендуем воспользоваться таблицей соотношения веса и сечения швеллера.

Алюминиевый швеллер

Классическая П-образная конструкция, изготовленная из стали имеет не только большую устойчивость к изгибам, но и неплохо противостоит деформации кручения, поэтому область применения подобных изделий очень широка. Использование алюминия еще больше увеличило ту сферу, где сегодня применяют эти металлоконструкции.

Швеллер 16, размеры которого идеально подходят для тех сооружений, которые испытывают небольшие нагрузки, применяют не реже, чем его стальную разновидность. Алюминиевые конструкции хорошо подходят для случаев, когда требуется удерживать элементы, контактирующие с окружающей средой. Сам алюминий выгодно отличается от стали тем, что он не взаимодействует с воздухом или водой, поэтому и надежность будущего сооружения не оказывается в зависимости от таких случайных факторов, как непогода или неправильный уход за окрашенными элементами.

В заключение отметим, что одним из главных преимуществ большинства типов швеллеров является возможность сооружать металлоконструкции без использования сварки. Это позволяет создавать разборные сооружения, которые могут быть перенесены на другое место полностью или частично. Например, данная технология применяется при создании разнообразных сезонных сооружений, временных построек или складов. Швеллер, размеры которого пропорциональны его весу, — это современный стройматериал, который не спешит сдавать свои позиции пластику или бетону.В общем случае алюминиевый швеллер намного выгоднее, чем профильная труба того же размера, поскольку он позволяет еще больше снизить вес будущей конструкции.

Область использования

Мы уже упоминали применение швеллеров в разных видах строительства. Их главная задача – усиливать бетонные конструкции, повышать прочность и срок эксплуатации постройки. Помимо этого, швеллерами армируют ЛЭП, мосты, промышленные здания, сооружения.

В каталоге есть перфорированные изделия. Они оснащены специальными отверстиями, необходимые для оперативной установки конструкций без электросварки. Также между полками швеллера могут находиться трубы, для подведения инженерных коммуникаций и кабельных линий.

Алюминиевые швеллеры актуальны для легких частей здания, таких как внутренние перегородки помещений, витрины, стеллажи.

Расчет нагрузки на швеллер (расчет на прочность)

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.

Швеллер 20: применение, размер, вес

Швеллеры 20, благодаря своей конструкции, толщине стенок и подножья, используются при возведении массивных высотных зданий, промышленных объектов. Производятся они из горячекатаной стали по ГОСТу 8240-97. Полки расположены по одну сторону от стенки. В отличие от зетовых профильных конструкций, производятся стандартных размеров и массы, причем отклонения допускаются в пределах 5 %. Учитывая, что такие швеллеры могут иметь различный угол наклона стенок, перед покупкой рекомендуется ознакомиться с техническими характеристиками и сферой применения металлоконструкций.

Из каких сталей изготавливают швеллер 20?

Исходя из ГОСТа 8240-97, швеллеры марки 20 изготавливаются из горяче- и холоднокатаной стали. Тип стали, применяемой при производстве швеллера, указан в маркировке. Горячекатаный швеллер более прочный, он используется при возведении несущих стен в сооружениях из металлоконструкций. Они хорошо справляются с локальным изгибом по вертикали, стойки к горизонтальным подвижкам. Холоднокатаный швеллер 20 больше применяется для перекрытий, где не проводятся подробные расчеты несущих способностей зданий.

Размеры и характеристики швеллеров марки 20

Швеллер 20 (вес 1 метра 18,95 кг) производится в двух модификациях:

1. Тип У. Он имеет уклон внутренних граней, угол составляет 4-10 градусов.
2. Тип П. Швеллер с параллельными стенками.

Типичные размеры швеллеров У20:

• 200 мм – ширина стенки;
• стандартная ширина полки до 76 мм;
• стенки имеют толщину 5,2 мм, а толщина полки до 9 мм при колебании до 0,5 %;
• радиус поворота в месте соединения внутренней грани полки и стенок – 9,5 мм;
• в тонне готовой продукции будет около 54,43 м швеллера.

Швеллеры серии П

Многие размеры и параметры полностью соответствуют швеллеру марки У20, только радиус внешнего закругления полки до 5,5 мм, внутренний разворот — до 9 мм. Масса швеллера немного меньше, поэтому в тонне готовой продукции конструкций больше.

Масса швеллера рассчитывается в соответствии с типом используемой стали при плотности 7850 кг/м3. Это справочная величина. Данный параметр зависит также от состава, ведь толщина стенок может колебаться в пределах 1 %.

Параметры длины швеллера частной поставки

На производственных мощностях все швеллеры производятся в виде единой полосы, которая режется на станках на длину в пределах 2-12 метров. Длина зависит от ряда условий, некоторые устанавливаются производителями, другие – металлобазами:

• Мерная длина. Она составляет 1,1-2,0 метра.
• Комбинация мерной и немерной длины при составе немерной партии в группе поставки до 5 %.
• Кратная мерная длина.
• Только немерная длина – 1,1 метра.
• Под индивидуальный заказ покупателя.

Фасуется швеллер в партии по 4,5-8 тонн, стягивается стальной лентой в нескольких местах. На концах партии устанавливаются маркировочные бирки, на которых указаны марка швеллера, размеры и тип. Способ транспортировки – автомобильный и железнодорожный транспорт.

Сфера применения

Швеллеры марки 20 используются при строительстве несущих металлоконструкций промышленных и жилых зданий, а также для возведения ферм, арочных перекрытий. Изделия подходят для строительства свайно-ростверковых фундаментов и как опоры для небольших автомобильных мостов. При покупке продукции рекомендуется делать минимум сварочных соединений, лучше изначально устанавливать готовые монолитные конструкции без промежуточных соединительных швов. В случае необходимости допускается сварка в местах установки вертикальных опор и распорок.

Швеллер 20 отзывы получил самые положительные. Строители отметили достаточно высокую прочность, надежность и экономичность этого материала, а также простоту монтажа, отличную свариваемость, что ускоряет и облегчает строительный процесс.

Классификация швеллеров