Особенности швеллеров 20 и их применение

Швеллерная продукция – это как бы два уголка, расположенных параллельно друг другу и сваренных вместе продольным швом по линии соприкосновения. Такой швеллер можно изготовить, но на практике выпускают уже готовую продукцию – из цельной полосы, согнув её с краёв при температуре размягчения.

Маркировка швеллера, например, 20-го номера, не означает, что это размер центральной или боковых его стенок в миллиметрах. Для подобных целей существует простой П-профиль, стенки (центральная, а также боковые полки) которого приближённо равны по толщине, а не вдвое (или больше, чем вдвое) уже основной, центральной. Швеллер 20 обладает равными или разнящимися по ширине боковыми полками. Высота (ширина) главной стенки – 20 сантиметров (а не миллиметров, как считал бы новичок, впервые столкнувшись с заготовками такого вида).

Швеллер с равными друг другу боковыми стенками – горячекатаное изделие, в ряде случаев оно и вправду является гибочным. Сгибание стальной полосы вдоль осуществляется на профильно-гибочном станке. Прокат производится в соответствии с нормативами ГОСТ 8240-1997, сгибание – по ГОСТу 8278-1983. Если швеллер обладает разными по ширине боковыми стенками, то осуществляется сгибание листовых исходников с последующим их разрезанием после процедуры гибки. Тот же швеллер 20 производится из низколегированной стали вроде 09Г2С.

Швеллер преимущественно выпускается из чёрной и близкой к ней модификаций стали, реже – производится из нержавейки (в весьма ограниченном количестве). Обычное исполнение фасонной швеллерной профстали, применяемой в качестве составных комплектующих, проходит, в зависимости от типа использования, через стадии одной из технологий.

• Стальная заготовка превращается в швеллерный элемент после горячепрокатной процедуры – на станке с огромной пропускной способностью.
• Тонкополочные элементы, сработанные в основном из цветмета, формуются на станке профильной гибки. В этом случае используется холодное прессование.

В большинстве случаев для выделки швеллера 20 используется обычная сталь Ст3 либо сплав С245, С255. Основные требования по технике безопасности и охране труда (строительства зданий, построек, где применяется такой швеллер) по техническим показателям заключаются в следующем.

• Запас прочности должен быть троекратным. Например, вес кирпичной (пеноблочной) кладки над перемычкой оконного или дверного проёма, составляющий, к примеру, 1 т, должен соответствовать трёхтонной нагрузке на швеллерный элемент. Применение 20 или другого номинала швеллера зависит от проектного перерасчёта строения или здания. Между этажами, хотя основную нагрузку от вышележащих этажей берут на себя плиты ЖБ перекрытия, часть нагрузки всё же приходится и на швеллерные перемычки оконных и дверных проёмов. А это значит, что вначале на этаже должны устанавливаться наиболее усиленные швеллеры. Если нарушить все эти требования, то в данном случае 20 швеллер не выдержит всей нагрузки. В результате этого элемент может прогнуться и выпасть, что в итоге чревато разрушением дома.

• Сталь не должна быть слишком ломкой. Дело в том, что, нередко демонтируя (разбивая) старые строения, демонтажники сталкиваются с тем, что от удара кувалдой или чушкой на спецтехнике, швеллеры, даже не подвергавшиеся сильному заржавлению, ломаются. Но сломаться швеллер способен и под существенной нагрузкой. Ломкости способствует состав стали, из которой он изготовлен: фосфор и сера в стальном сплаве, превысившие содержание в 0,04%, приводят к образованию красноломкости – структурному отлому стального изделия при моментальной или долговременной перегрузке.

• Сталь должна быть достаточно жаростойкой и жаропрочной. Если вдруг в здании случится массовый пожар, то оно раскалится. Швеллер, нагревшись до температуры большей чем 1100 градусов, начнёт гнуться под нагрузкой стены, надстроенной над ним. С этой целью используют пусть и не закалённую, но достаточно жаро- и теплостойкую сталь, не теряющую своих несущих свойств даже при накале до ярко-красного цвета свечения.

• Сталь не должна быстро ржаветь. Хотя швеллеры после постройки стен и этажей здания (перед отделочными работами) окрашиваются, желательно использовать сталь с высоким содержанием хрома. Понятно, что из нержавейки (она хромсодержащая на 13… 19%) швеллеры не выпускают, но типовым решением считается сталь с массовой долей хрома до нескольких процентов.

Если сэкономить на длине швеллера и заложить, например, по 5-7 (а не хотя бы по 10) сантиметров отступа (так называемое плечо), то кладка под плечами растрескается с краёв проёма, и стена над ним рассыпется. Если заложить слишком большое плечо, общерасчётная нагрузка на фундамент и нижележащие этажи превысит проектную (в проекте все нагрузочные величины чётко просчитаны). И хотя окажется в рамках предельно допустимого норматива, всё же здание может пострадать раньше, чем пройдёт его проектная наработка на отказ. Пиление и последующая сварка швеллера произвольными кусками не допускается – заранее выбирайте фрагменты, обеспечивающие оптимальные отступы с обеих сторон проёмов.

Сортамент

• Маркер «П» обозначает, что боковые стенки параллельны друг другу: этот образец швеллера похож на крупногабаритный П-профиль, чьи боковые стенки подкоротили вдоль всей заготовки.
• Маркер «Л» сообщает, что точность формы швеллерной заготовки невысока (лёгкий, облегчённый в изготовлении образец).
• «Э» означает экономичный вариант П-швеллера.
• «С» обозначает, что швеллер узкоспециализированный – изготовлен на заказ.
• Маркер «У» – швеллер обладает определённым (не прямым) углом наклона внутрь: боковые стенки загнуты (не наружу).
• «В» – вагонный швеллер,
• «Т» – тракторный. Оба последних вида обладают чётко оговоренной, конкретной сферой применения.

Нормативы на выделку швеллерных конструкций, включая и 20, менялись несколько раз. Последний российский (не советский) ГОСТ определил наилучшие значения параметров швеллерной продукции, при которой эти заготовки выдерживают предельно высокую нагрузку, прежде недостижимую.

Сортамент швеллера представлен следующими разновидностями. Сталь, идущая на производство данных заготовок, обладает плотностью (удельным весом) в 7,85 г/см3. Сечение элементов таково, что оптимальная толщина соответствует заявленной. Общая площадь поверхности швеллера равна сумме внешней и внутренней составляющей, суммированной с площадями обоих рёбер и поперечных срезов.

Справочные параметры отдельной разновидности и наименования швеллерной продукции пересчитываются на один погонный метр в соответствии с табличными значениями. Получив сведения о партии заготовок, общая длина которых составила определённое количество метров, доставщик посчитает общий вес (тоннаж) заказа, не учитывая прибавки (или недостатки) по допустимым погрешностям. Вес швеллерной продукции, не соответствующий заявленному более чем на 6%, не допускается – на основании требований соответствующих ГОСТов.

Например, по нормативам ГОСТ 8240-1997 швеллерная продукция горячего проката выпускается следующим образом. Швеллер 20 горячего проката (ГОСТ 8240-1989) разновидности «П» и «С» – утяжелённый. Подписано маркером «А». Длина заготовки – от 3 до 12 м. Несоответствие по длине учитывает надбавку её максимум на 10 см, но меньшей, чем заявленная, длины заготовки продавать запрещено. Об этом знают мастера, режущие на заказ, к примеру, 12-метровые на 3-метровые заготовки.

Период подготовки тяжёлого, облегчённого и «экономного» швеллера определяется загруженностью поставщиков, но не может составлять более месяца с даты заказа. Эти нормативы также прописаны в ГОСТ, ТУ и иных соответствующих регламентах. Заготовки фасонного проката горячепрокатным методом производятся в основном из состава Ст5, Ст3 «спокойного» или «полуспокойного» (не «кипящего») варианта. Это требование отмечено в Госстандарте 380-2005. Также может применяться низколегированная сталь 09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД, 15ХСНД – такой допуск регламентирован Госстандартом 19281−1989. Два последних состава являются коррозионностойкими.

Параметры используемого при выделке швеллеров исходного материала позволяют заметно уменьшить массу металлокаркасов, на которых держится основная часть здания или строения. При этом исходные параметры возведённой постройки сохраняются до тех пор, пока не истечёт срок её нормальной эксплуатации. Небольшая масса холодногнутого швеллерного фрагмента существенно не влияет на деформационную стойкость, включая прогибание и скручивание.

Используя расчётные данные, в целях снижения нагрузки мастера определяются, нужна ли им равнополочная швеллерная заготовка (в определённом количестве экземпляров) или можно обойтись разнополочной её модификацией. Но облегчённые сооружения и укрытия, лишённые массивных кирпичных и железобетонных надстроек (стены, каркасный монолит на значительно заглубленном фундаменте) допускают замену классического стального швеллера на холодногнутый алюминиевый.

Так, имея вес погонного метра в 18,4 кг, швеллерный сегмент нашёл использование при возведении навесных, павильонных, терминальных, рельсовых (используется для подъёмного крана), перекрывающих (для промышленных цеховых помещений), мостовых и эстакадных конструкций. Такие швеллеры оптом (на заказ) проводятся серийно по 60 т, в виде штабелей или даже штучно. Информация о сертификатах качества, параметрах и количестве экземпляров прилагается. Перевозка швеллеров производится грузовым автомобильным либо железнодорожным транспортом.

Фасонная швеллерная продукция применяется для сваривания рамных конструкций. Сваренные рамы из швеллеров характеризуются повышенными физико-механическими значениями ключевых их параметров. Швеллер хорошо режется, сверлится, обтачивается (фрезеруется). Для резки толстостенных (от нескольких миллиметров) с примерно равным успехом можно использовать и мощную (до 3 киловатт) болгарку, и лазерно-плазменный разрезающий станок. Благодаря использованию в качестве исходного материала обычных среднеуглеродистых сталей швеллерные заготовки легко свариваются любым способом – от автоматической сварки с газоинертной защитной средой до ручного способа (после зачистки краёв, подлежащих наложению по ним сварных швов.

Швеллерные фрагменты не теряют свои характеристики при высокой нагрузке – они очень похожи на П-образную профсталь обыкновенного назначения. Швеллерная продукция широко используется в значительном количестве отраслей народнохозяйственной деятельности. Она встречается в виде деталей и комплектующих подъёмно-крановой спецтехники, грузовиков, морских и речных плавсредств, железнодорожных тягачей и подвижного вагонного состава.

Швеллер – также составляющая межэтажных и чердачно-крышных конструкций, пандусов (те используются для заезда велосипедов, самокатов, автомобилей и инвалидных колясок), мебельных предметов. Помимо перемычек для организации дверных и оконных проёмов, швеллер применяется как важная составляющая для перил, заборов и ограждений, лестниц.

О том, как правильно монтировать швеллер, смотрите в следующем видео.