Содержание
- 1 Цены на стальной швеллер
- 2 Швеллер в наличии на складе в Москве
- 3 Методика расчета швеллера на изгиб
- 4 Выбор размера швеллера на примере
- 5 Усиление швеллера на прогиб и изгиб
- 6 Усиление швеллера на кручение
- 7 Горячекатаный стальной швеллер: нормативы, сортамент, характеристики
- 8 Гнутый стальной швеллер: ГОСТ, сортамент, технические характеристики
Цены на стальной швеллер
Швеллер в наличии на складе в Москве
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 |
|---|---|---|---|---|---|
| 5У | 9,1 | 5П | 9,1 | 50х40х3 | 5,62 |
| 6,5У | 15 | 6,5П | 15 | 60х32х2,5 | 5,1 |
| 8У | 22,4 | 8П | 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:
- Максимальное значение момента в профиле швеллера М = 9,81 х 250 х 6²/ 8 / 1000 = 11,04 кН∙м.
- 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).
- 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.
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.
Швеллер – это наверно самый популярный металлопрокат, применяемый в строительстве. Посудите сами, он может использоваться в качестве балок перекрытия, косоуров лестниц, перемычек и многих других строительных конструкциях. Также швеллер довольно часто применяется для усилений конструкций.
Но как известно, нельзя бездумно брать тот или иной металлопрокат. Ведь бывает так, что самое большое его сечение не может выдержать приходящуюся на него нагрузку. Поэтому, если Вы хотите применять в строительстве своего сооружения швеллер, необходимо его сначала рассчитать на прогиб и изгиб. А в этом может помочь данный калькулятор.
Расчет швеллера на прогиб и изгиб (подбор номера швеллера по прогибу и прочности) в калькуляторе производится для следующих расчетных схем:
- Тип 1 – однопролетная шарнирно-опертая балка с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: балка междуэтажного перекрытия.
- Тип 2 – консольная балка с жесткой заделкой с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: козырек, выполненный путем жесткой приварки двух швеллеров к стене с одной стороны и заполнением пространства между ними железобетоном.
- Тип 3 – шарнирно-опертая балка на двух опорах с консолью с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: балки перекрытия, которые выпущены за пределы наружной стены для опирания балконной плиты.
- Тип 4 – однопролетная шарнирно-опертая балка с одной сосредоточенной силой. Пример: перемычка с опертой на нее балкой перекрытия.
- Тип 5 – однопролетная шарнирно-опертая балка с двумя сосредоточенными силами. Пример: перемычка, на которую опираются уже две балки перекрытия.
- Тип 6 – консольная балка с одной сосредоточенной силой. Пример: парад фантазий – тот же козырек, что и в типе 2, только здесь между швеллерами располагается металлический лист, на котором стоит кирпичная стенка.
Также хотелось бы рассказать об особенности данного калькулятора. Она заключается в том, что Вы в режиме онлайн можете одновременно подбирать швеллеры по размеру и по ГОСТам.
Примечание: если Вам еще необходимо рассчитать вес швеллера и затраты на его покупку, то Вам сюда.
При строительстве ответственных объектов и конструкций применяют швеллера, которые обладают высокой прочностью и способны выдерживать существенные нагрузки, а также возникающие сдвиговые и осевые напряжения без потери несущих свойств. Однако могут наступать такие ситуации, когда здание было возведено с ошибками в расчётах предполагаемых нагрузок или они были изменены в ходе эксплуатации в результате чего был достигнут предел его прочности.
Это означает, что дальнейшая эксплуатация конструкции невозможна, так как велика вероятность создания аварийной ситуации. Поэтому единственным выходом из сложившейся ситуации без изменений условий нагружения будет выполнение усиления конструкции.
Усиление швеллера на прогиб и изгиб
Одним из самых простых способов усиления швеллера является установка подпоры. Она позволит существенно разгрузить несущую балку без внесения существенных изменений в готовую конструкцию. Способ соединения должен в полной мере соответствовать типу нагружения: в случае постоянного действия поперечной силы можно выполнять любые соединения деталей способных обеспечить высокую надёжность и прочность, а вот при динамических — стоит использовать клёпаные и болтовые соединения.
В некоторых ситуациях установка подпорки невозможна из-за особенностей эксплуатации объекта. Следовательно, придётся увеличивать поперечное сечение путём приваривания стальных накладок или уголков в продольном направлении либо приварить еще один швеллер таким образом, чтобы получилась симметричная конструкция. Благодаря этому основная нагрузка сместится с точки возможного разрыва металла и распределится равномерно по площади балки новой формы.
Ещё одним способом усиления швеллера считается перераспределение нагрузки между всей конструкцией при помощи конструктивных изменений каркаса или его элементов. Это позволит снизить возникшие изгибающие напряжения и обеспечить необходимый запас прочности. Однако при этом не стоит забывать о проведении новых расчётов объекта, так как проблема может стать более серьёзной.
Усиление швеллера на кручение
Чтобы усилить швеллер на скручивание следует обеспечить установку симметричной конструкции методом сварки. Считается, что сварные швы в углах балки способны её ослабить, так как при нагреве металла она может продеформироваться, а накладной металл, особенно при локальной установке, принять на себя нагрузку. Поэтому нужно использовать специальные методы двухсторонней сварки.
Стандартным методом усиления считается приваривание второго швеллера параллельно установленному, чтобы получить в итоге двутавр или коробку. Оба варианта являются примерно одинаковыми по эффективности, но их реализация возможна только при полном доступе ко всей поверхности стального каркаса, в противном случае придётся разрушать часть отделки, а также устанавливать временные страховочные опоры.
Вторым способом увеличения устойчивости к кручению является выполнение бетонирования. При этом повысится продольная нагрузка на балку из-за общего веса, но улучшится жёсткость.
Горячекатаный стальной швеллер: нормативы, сортамент, характеристики
Сортамент этой продукции определяется ГОСТом 8240-89. Размер профиля характеризуется номером, который равен (примерно) высоте стенки, взятой в сантиметрах. В соответствии со стандартом выпускают продукцию:
- С уклоном внутренних граней полок. В маркировке после номера присутствует буква «У». Норматив предусматривает производство изделий с высотой стенки 50-400 мм, шириной полки 32-115 мм, толщиной стенки 4,4-8,0 мм, толщиной полки 7,0-13,5 мм. Если в обозначении между номером профиля и буквой «У» присутствует буква «а», это означает, что изделие имеет увеличенную ширину и толщину полок. Основная область применения этого вида швеллера – строительство. Благодаря некоторому утолщению во внутренних углах, профиль обладает повышенными прочностными характеристиками. Такая металлопродукция используется в каркасном строительстве, для устройства перекрытий, сооружения ферм, лестниц, малых архитектурных форм, металлических конструкций различного назначения.
- С параллельными внутренними гранями полок. В маркировке после номера указывается буква «П». Индекс «а» свидетельствует о наличии усиленных полок. В соответствии с нормативом, высота стенки изделий находится в диапазоне 50-400 мм, ширина полки – 32-115 мм, толщина стенки – 4,4-8,0 мм, толщина полки – 7,0-13,5 мм. Этот тип швеллера имеет сферы использования, схожие с изделиями с уклоном внутренних граней полок. Профиль с параллельными внутренними гранями эффективен в тех случаях, когда сопряжение с другими частями конструкции происходит по внутренней поверхности изделия.
Таблица геометрических характеристик горячекатаного швеллера
| Номер швеллера | Высота профиля, см | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Толщина полки, мм | Масса 1 м, кг |
| С уклоном внутренних граней полок | |||||
| 5У | 5 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5У | 6,5 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,9 |
| 8У | 8 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 |
| 10У | 10 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12У | 12 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14У | 14 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16У | 16 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аУ | 16 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18У | 18 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,3 |
| 18аУ | 18 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20У | 20 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22У | 22 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24У | 24 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27У | 27 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30У | 30 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33У | 33 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36У | 36 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40У | 40 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
| С параллельными гранями полок | |||||
| 5П | 5 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5П | 6,5 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,9 |
| 8П | 8 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,5 |
| 10П | 10 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12П | 12 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14П | 14 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16П | 16 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аП | 16 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18П | 18 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,3 |
| 18аП | 18 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20П | 20 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22П | 22 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24П | 24 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27П | 27 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30П | 30 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33П | 33 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36П | 36 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40П | 40 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
Расчет табличного веса швеллера осуществляется с использованием среднего значения плотности различных марок стали – 7,85 г/см3.
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.
