Металлический швеллер: описание, виды, характеристики

На вопрос, какой металлический профиль самый популярный в современном строительстве и производстве, конструкторы, архитекторы и мастера сходятся в одном мнении: это швеллер. То есть, п-образный металлопрофиль. Объясняем, что он из себя представляет, какие разновидности подобных изделий выпускает современная промышленность и где их применяют.

Что такое металлический швеллер

В техническом смысле слово «швеллер» имеет строго определенное значение. Это металлическая балка, которая в сечении выглядит как буква «П». Традиционно такие изделия изготавливают из обычной или нержавеющей стали. В 90% случаев профилированный элемент данного типа используют в качестве вертикальных и горизонтальных опор. 

Стандартная длина п-образного профиля составляет 2–12 метров. 

• По стойкости на скручивание и вертикальные нагрузки в топе металлических балок швеллер занимает второе место после двутавра — металлопрофиля, изготовленного в сечении в форме буквы «Н». 

• По стойкости к нагрузке, перпендикулярной оси, швеллер-балка занимает первое место благодаря главной особенности своей конструкции. При давлении под углом 900 она смещает центр тяжести в сторону одного из краев и сводит длину рычага приложения силы до минимума.

• П-образный профиль отличается стандартной геометрией. Он имеет прямую, ровную базовую плоскость. Его полки расположены под углом 900 к основанию. В машино- и станкостроении используют редкие модификации, в которых этот угол меньше. Но обычный швеллер лучше всего прилегает к стенам и плоской листовой или балочной основе. Это делает его монтаж быстрее и качественнее.

Поэтому швеллерный металлопрокат считают предпочтительным элементом конструкции, когда выбирают, что использовать для перекрытия из железобетона между этажами, из чего делать основание металлической лестницы или с помощью чего производить усиление дверного проема.

Виды швеллеров

Специалисты по производству металлопроката классифицируют п-образный профиль по таким признакам:

• способ изготовления;

• форма сечения;

• маркировка;

• материал.

Для изготовления швеллерных балок используют 3 типа металла: углеродистую, нержавеющую сталь и алюминий. Алюминиевый профиль отличается повышенной стойкостью к воздействию агрессивных химических веществ и коррозии.

Для усиления антикоррозионных свойств стали, ее дополнительно обрабатывают цинконолом и другими цинкосодержащими смесями. Оцинкованный профилированный п-элемент не включают в отдельную категорию. 

Еще одна разновидность, которую можно вынести в отдельный вид, — перфорированный швеллер. Это облегченные изделия с отверстиями, равномерно высверленными по всей поверхности балки. 

В соответствии с размерами параллельных стенок швеллерный профиль бывает равнополочным с боковыми гранями одинаковой высоты и неравнополочным с разновысотными боковыми сторонами. 

По способу изготовления

С учетом технологии производства п-образный металлопрофиль разделяют на:

• горячекатаный;

• холоднокатаный.

Изделия, полученные методом горячего проката, отличаются массивностью и высокой прочностью. Их изготавливают из предварительно разогретых до 1000 0С листов, которые сразу после доведения до нужной температуры запускают на линию с валками.

Холоднокатаный профиль не разогревают перед формовкой. Благодаря прокату без нагревания и остывания такие изделия делают с высокой точностью соответствия стандартам. Обычно это облегченный профильный элемент с шириной основной грани до 200 мм.   

По форме сечения

Швеллер разделяют на виды в соответствии с конфигурацией углов. По этому признаку конструкторы и производители выделяют гнутый и резкоугольный сортамент. 

• Гнутый профиль имеет закругленные внешние и внутренние углы. Его можно оставлять выступающим на поверхности отделанной плоскости, формировать с его помощью границы стен и проемы.

• У резкоугольной балки острые углы. Она отличается более высокой прочностью и, как правило, скрыта отделкой. Поэтому ее эстетика и безопасность эксплуатации не имеют особого значения.    

Также по форме сечения выделяют изделия класса «У», у которых за счет увеличения толщины металла закруглены только внутренние углы.     

По маркировке

Общепринятая классификация отображена в символах, которыми обозначают разные виды швеллер-балки в соответствии с ГОСТ 8240-97 для стальных горячекатаных и с ГОСТ 8278-1993 для равнополочных изделий.

Перфорированный швеллер обозначают сочетанием букв «ШП», числом от 1 до 3, которое указывает количество стенок с перфорацией и числами, определяющими длину спинки и полок. Холоднокатаные изделия маркируют в виде «AxBxС», где A — это номер профиля в миллиметрах, B — ширина полки, а С — толщина металла. 

Применение

Основные сферы, в которых востребован швеллерный профильный элемент:

1. Возведение дамб, мостов и ГЭС.

2. Армирование внутренних и внешних архитектурных элементов — колонн, арок, карнизов.

3. Установка закладных элементов при заливке стен и перекрытий из железобетона.

4. Армирование фундаментов в мало- и многоэтажном строительстве.

Конструкторы, архитекторы и мастера выделяют специальное назначение отдельных видов и категорий п-образного металлопрофиля:

• Швеллер с расстоянием между стенками 50 и 65 мм используют как вспомогательные элементы в процессе строительства сооружений павильонного типа и изготовления рекламных щитов.

• Марки 8Э и 8П подходят в качестве уголка для сварки квадратных балок, а также в цельном виде при сборке и возведении ограждений.

• Изделиями с маркировкой 10Э и 10П без сварки армируют металлические конструкции.

• Балками 12П укрепляют пролеты мостов.

• Из профиля шириной 20 и более сантиметров собирают каркасы конструкций, которые будут подвергаться интенсивным динамическим нагрузкам.

• Марка 24П и выше — самый популярный материал для строительства мостов длиной более 15 метров, многоэтажек и усиления фундаментов. 

• Гнутый швеллер используют для отделки помещений и на производстве мебели.

• Перфорированный профиль чаще всего применяют в электромонтажных работах. 

• Для откатных ворот мастера-сборщики рекомендуют купить гнутую швеллерную балку с показателем толщины металла от 4 мм с шириной спинки от 140 до 200 мм. 

Кроме строительства, п-образный профиль нашел применение в судостроении, оформлении интерьеров, конструировании и сборке мебели, ландшафтном дизайне, садоводстве, автомобиле-, станко- и вагоностроении.