тел.(812)955-36-84
      (911)210-88-50
      
Сегодня %d %M %y г.
%h:%m

Расчет швеллера на прочность


Как рассчитать и выбрать размер швеллера с учетом нагрузки на изгиб

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 5 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 5²/ 8 / 1000 = 7,7 кН∙м.
  2. Необходимое значение момента сопротивления сечения швеллера, Wн = 7.7 х 1000 / 240 = 32,08 см3 (согласно СНиП 2-23-81 для стали С245 Ry = 240 МПа).
  3. Подбираем по таблице ГОСТ размер швеллера с моментом сопротивления, соответствующему вычисленному значению 32,08 см3.

Это будет швеллер 10П (У) ГОСТ 8240-97 - значение момента сопротивления 34,9 см3 или швеллер гнутый 120х60х5 ГОСТ 8278-83 - значение момента сопротивления 38,6 см3.

Вес швеллера 10П длиной 5 метров = 42,95 кг, швеллера 120х60х5, той же длины – 42,7 кг.

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

  • швеллер 10П – 1670 руб
  • швеллер 120х60х5 – 1760 руб

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

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.

apex-metal.ru

Расчет швеллера на прочность

Металлический швеллер — популярный вид металлопроката, который нашел широкое применение в строительной сфере. Он с одинаковым успехом применяется для перекрытия балок, перемычек, косоуров лестниц, служит опорным материалом для усиления высотных зданий и прочих строительных конструкций.

Перед началом работы каждая строительная компания обязана просчитать прочность швеллера на изгиб, что позволяет не только получить размер сечения профиля металлопроката, но и понять, какую нагрузку материал готов выдержать. Следовательно, при выборе для своего строительного сооружения стальных швеллеров, необходимо просчитать изделие на прочность при изгибе.

Расчет металлопроката на прочность

Когда стоит задание рассчитать швеллер на прочность — это значит, вам необходимо определить напряжение, чтобы сравнить это значение с допустимыми нормами.

Для этого используется формула: Σmax/u=Mx/Wx≤ [Σu], где

Σu- допустимое значение напряжения.

Далее необходимо выполнить расчет швеллера на прочность при действии изгибающего момента. Для этого используем следующую формулу: M/Wn,minRyϒc, где M — это максимальный момент в балке, находящийся на эпюре моментов; Wn,min — момент сопротивления сечения профиля; Ry — показатель сопротивления стали при изгибе. Величина расчетная, которая известна при выяснении марки стали, из которой был изготовлен швеллер;

ϒc — коэффициент условий работы, который указан в таблице к СНиП II-23-81 «Стальным конструкциям» .

Эта формула позволяет нам выяснить показатель Wn,min, который позволит заглянуть в таблицы сортамента швеллера и найти профиль, имеющий сопротивление сечения несколько выше нашей расчетной величины. При расчетах важно установить положение самого профиля Wx, который используется в том случае, если ось x-x перпендикулярна направлению воздействия нагрузки. Это говорит о том, что профиль стального металлопроката необходимо располагать таким образом, чтобы Wx был максимальным, так как от этого многое зависит в строительной работе.

После данных расчетов к показателю Wx стоит прибавить момент сопротивления сечения профиля, который создается ещё и массой самой балки, а после вновь перепроверить сечение.

cheltruba.ru

Какую нагрузку выдерживает швеллер - расчеты на прочность и жесткость

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:

  • f/L = М∙L/(10∙Е∙Ix)≤[f/L], где

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

apex-metal.ru

Расчет швеллера на прочность онлайн. Расчет нагрузки швеллера

reepairs.ru → Несущие конструкции

Строительство трудно себе представить без применения швеллера. Он очень популярен при строении дома, может использоваться в качестве балок перекрытия, перемычек и других видов строительства. Швеллер является распространенным металлопрокатом из всех других доступных.

Важно помнить, что в строительстве следует четко все просчитать и поэтому бездумно покупать и устанавливать швеллер не нужно. Для этого мы и рассмотрим как рассчитать швеллер, для того чтобы избежать непредвиденных ситуаций. Сам расчет производится в специальном калькуляторе по типам и по номеру. Рассмотрим каждый такой тип, а также приведем пример и узнаем, что он означает:

Тип 1 является балка однопролетная шарнирно-опертая с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером первого типа будет балка с перекрытием между этажами. Тип 2 является балка консольная с жесткой заделкой и распределенной равномерно нагрузкой. Примером второго типа это козырек, который был выполнен с помощью сварки двух швеллеров с одной стороны к стене и был заполнен пространством ввиде железобетона. Тип 3 является балка шарнирно-опертая, которая держится с консолью на двух опорах с устойчивой распределенной нагрузкой. Примером третьего типа будет балка, которая перекрывает балконную плиту наружной стеной. Тип 4 является балка однопролетная шарнирно-опертая, сосредоточенная одной силой. Примером четвертого типа будет перемычка, на которую опирается всего лишь одна балка перекрытия. Тип 5 является балка шарнирно-опертая, сосредоточенная двумя силами. Примером пятого типа будет перемычка, на которую могут опираться около двух балок перекрытия.

Тип 6 является балка консольная, сосредоточенная одной силой. Примером шестого типа будет козырек или еще называется парад фантазий, работает по принципу второго типа, только кирпичная стенка находится там, где швеллеры, между которыми располагается металлический лист.

Калькулятор расчета швеллера

Калькулятор очень удобен тем, что вы в режиме онлайн можете производить расчеты швеллера. Подбирать необходимые вам размеры и устанавливать количество швеллеров, которые будут соответствовать определенным стандартам и ГОСТам.

А также сможете узнать массу швеллера, его длину, у вас получатся в результате с левой стороны исходные данные, а справа калькулятор покажет результат по прогибу. По графику вы четко увидите по осям расположение швеллера и какова будет нагрузка выдержки по этим осям, что является наглядным примером дальнейшей работы.

В исходные данные расчетного калькулятора входит: - длина пролета обозначает L - нормативная нагрузка измеряется в кг/м - Fmax - количество швеллеров минимум один - расположение по осям (Х или У) - расчетное сопротивление R - размер швеллера (с уклоном полок, с параллельными гранями, экономичные, специальные, легкой серии). Результат расчета изгиба швеллера в калькулятор: с параллельными гранями: - Wтреб и Fmax - расчет по прогибу (Fбалки и запас) С уклонном полок: - расчет по прочности (Fбалки и запас)

И также само просчитываются и другие виды балок.

Выводы по работе со швеллером

Можно сделать выводы, что применение швеллера в строительстве набирает обороты и современные технологии позволяют в режиме онлайн прорабатывать всевозможные варианты строительства.

Такой калькулятор вы с легкостью найдете в интернете, предлагается множество различных вариантов и видов калькуляторов. Следует выбирать тот калькулятор, который на ваш взгляд будет самым точным с достоверными результатами.

Темы следующих статей:

Октябрь 23rd, 2014 11:52 ДП |

Швеллер это металлическая конструкция, которая имеет П-образную форму. Обычно их применяют при строительстве зданий и сооружений. Такой металлопрокат используется в качестве балок перекрытий, как различные перемычки, косоуры лестничных маршей и многие другие строительные конструкции. Часто именно швеллер используют как дополнительное усиление для многих элементов.

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 D. Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых две сосредоточенные силы. Это обычно перемычки, на которые опираются пара балок перекрытий.

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.

Схемы будут выглядеть так: Вид A Вид D Вид B Вид E Вид C Вид F

Маркировка швеллеров и их размеры. Выбирая швеллер, будьте готовы к тому, что необходимо более подробно ознакомиться с маркировкой металлопроката. Ниже рассмотрим все понятия, которые включает в себя размеры и маркировку швеллеров. Стальной металлопрокат П-образного сечения считается самым популярным изделием в строительстве, так как служит для усиления высотных сооружений, подходит в виде балок для перекрытий, перемычек, косоуров лестниц и иных строительных конструкций.

Обозначение швеллера в спецификации.

Ассортимент изделий П-образной формы сечения профиля разделяется на несколько групп, каждый из которых имеет свой индекс:
    • Буква «Э» означает экономичность заготовки;
    • Маркировка «П» показывает на наличие параллельных граней полок, которые расположены строго под прямым углом к основанию. Считается самым популярным и удобным швеллером при монтаже. Используется, как правило, в машиностроении и для усилений конструкции;
    • Буква «С» говорит о выпуске специальных изделий, которые обычно идут на заказ;
    • Маркировка «У» обозначает расположение граней полок под углом, наклон которого не должен превышать 10%. Такой вариант швеллера используется при строительстве высотных зданий и при выпуске техники;
    • Металлопрокат с обозначением буквы «Л» указывает на облегченность конструкции, которая применяется для тех сооружений, которые в будущем будут испытывать незначительные нагрузки. Легкие вариант швеллера помогает снизить нагрузку на фундамент, да и уменьшает общий вес самого каркаса.
Помимо этого обозначение швеллера может различаться в зависимости от точности изготовления. Обычного типа изделия имеют маркировку букв А, В и Б.

Размеры швеллеров Параметры металлопроката указываются в цифрах. Допустим, индекс 5 означает, что высота швеллера составляет 50мм. При этом стандартные размеры балок не должны превышать значения 4м - 12м. Маркировка указывается стандартной. Обозначение швеллеров идет на специальных бирках.

Расчет несущей способности швеллера. Чтобы подыскать металлопрокат, который бы подходил для конкретного случая, вам необходимо провести необходимые расчеты. В основе всех вычислений лежат два показателя: расстояние от одной стены до другой и будущая нагрузка на всю конструкцию.

Прочность металлической балки определяется следующими параметрами:

    • форма поперечного сечения;
    • площадь поперечного сечения;
    • метода закрепления швеллера.
Допустимая нагрузка на швеллер, как правило, указана на маркировке изделия, в виде размера. Чем больше данное число в наименовании металлопроката, тем большую нагрузку он готов выдержать. Вычисление нагрузки, воздействующей на профиль, представляет собой совокупность воздействий постоянного и переменного характера, а также воздействий от перекрытия. Данный показатель обычно выражают в килограммах на один погонный метр профиля, считая величиной нормативной нагрузки. Но когда речь заходит о расчете несущей способности стального швеллера, то нормативное воздействие необходимо умножить на коэффициент прочности по нагрузке. А уже к полученному показателю прибавляется вес изделия и вычисляется момент сопротивления. Этих данных становится достаточно для того, чтобы из имеющего сортамента выбрать необходимый профиль для ваших строительных работ.

Подбор швеллера по нагрузке. Расчеты на жесткость и прочность балки проводятся для определения размеров поперечного сечения металлопроката. И для таких целей необходимы следующие данные:

    • Общая длина швеллера, расстояние между нагрузками;
    • Тип, положение и количество опор;
    • Расчетная схема нагружения;
    • Величина R (расчетного сопротивления) допустимых напряжений материала из которого выпущена балка.
Выбор стальных прокатных профилей по условию прочности делается в следующей последовательности:
    • Будущая конструкция переводится в расчетную схему, в которой указывается текущая нагрузка на балку. При этом те элементы, которые не оказывают влияния на общую схему нагружения, обычно не принимаются в расчет.
    • Для получения схемы расчетов строятся эпюры (М) распределения внутренних изгибающих моментов;
    • Далее определяется показатель максимального изгибающего момента Mmax и указывается опасное сечение балки;
    • Вычисляется момент сопротивления сечения (Wmin), который обеспечивает необходимую прочность конструкции по следующей формуле: Wmin>=Mmax/R, где

      R - это величина расчетного сопротивления металла, из которого изготовлена балка.

    • Заглядываете в сортамент прокатной стали и для нужного сечения швеллера вы выбираете требуемый номер профиля, значение Wx которого больше нашего расчетного показателя Wmin. Если швеллер выпускается из двух и более профилей, то Wmin всего изделия увеличивается на соответствующее число раз.

Расчет нагрузки на швеллер.

    • Нужный момент сопротивления балки (Wmin);
    • Показатель максимального прогиба для изделия, который перекрывает пролет требуемой длины;
    • величину поперечных сил, напряжений и изгибающих моментов, которые возникают в изделии от воздействия нагрузок;
    • построение эпюр прогибов;
    • проверка и подбор сечения стального металлопроката;

Расчёт выполнен: 09.12.2015 22:54:10

Исходные данные: Длина балки: 4.4m

Условия закрепления: - слева: шарнирная опора

- справа: шарнирная опора

Нагрузки на балку: - сосредоточенные силы F[m], kg (1 шт) F = 300 - крутящие моменты M[m], kg·m (1 шт) M = 300 - распределённые нагрузки Q[m], kg/m (2 шт) Q = 0: 300

Q = 12.3: 12.3

Опорные реакции: R = -465.24 kg

R = -548.88 kg

Результаты расчёта балки:

Точки пересечения эпюр с 0, m Эпюра U: (2.108) Эпюра Q: (2.2)

Эпюра M: (0)

Максимумы / минимумы эпюр, привязки в m Mmax = 872.77 kg·m Mmin = 0 kg·m Qmax = 465.24 kg Qmin = -548.88 kg Umax = 50.88 град-2 Umin = -53.03 град-2 Pmax = 0.00 m-3 Pmin = -12.82 m-3 Nmin = 0.00 МПа Nmax = 121.58 МПа Kmin = -9.11 МПа Kmax = 7.72 МПа Smin = 13.38 МПа

Smax = 121.83 МПа

Характеристики элемента:

Сортамент: Швеллеpы с паpаллельными гpанями полок по ГОСТ 8240-89 Элемент: , где

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.

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

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.

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.

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.

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

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)

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. «Козырек над подъездом». 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.

«Межэтажные перекрытия»Жестко закрепленные однопролетные балки, нагрузка на которые распределена равномерно. Обычно это балки перекрытий между этажами.

«Шарнирная балконная опора». Балки имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно, но они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

«Под две перемычки». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых действуют две сосредоточенные силы. Обычно это перемычки, на которые опирается другая пара балок-перекрытий.

«Под одну перемычку». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которые опирается одна балки другого перекрытия.

После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.

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).

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.

reepairs.ru


Смотрите также