Что такое гнутый швеллер
Особенности гнутого швеллера и его разновидности
Качественное изготовление гнутых швеллеров может обеспечить только специальный профилегибочный станок. Из рулона или листа вырезаются заготовки, которые попадают под давление прессующих валов. Именно в этот момент происходит создание гнутого профиля нужной формы. Качество всех изготавливаемых швеллеров контролируется нормами ГОСТ. Благодаря этому такие детали широко используются во многих современных отраслях.
Краткое описание
В нормативных документах указано, что гнутые швеллеры могут выпускаться с разной точностью профилирования. Чаще всего встречается обычная, высокая или повышенная степень прокатки. Благодаря этому специалисты стали различать несколько разновидностей стального профиля, которые отличаются между собой не только по точности прокатки и форме, но и по другим параметрам.
Крупные предприятия занимаются производством швеллеров из различных типов стали, главными из которых считаются:
Согласно нормативным документам ГОСТ, все изделия, которые отличаются равными полками, могут иметь длину от 3 до 12 метров. Что касается неравнополочных изделий, их длина всегда варьируется в пределах от 4 до 11 метров. Несмотря на это специалисты различают несколько разновидностей стальных гнутых швеллеров:
Стоит учесть, что для неравнополочных гнутых изделий к немерным отрезкам принято относить те швеллеры, длина которых превышает 3 метра.
Принцип производства
Современное изготовление этой универсальной детали основано на применении горячекатанной, холоднокатаной и низколегированной стали. Специалисты утверждают, что именного горячекатанная технология сумела зарекомендовать себя исключительно с положительной стороны в сфере массового производства швеллеров, балок и других изделий.
Стальная разновидность этого металлопроката подразумевает использование холодного проката, благодаря чему можно создать высококачественные изделия, которые будут хорошо противостоять любым деформациям. Что касается низколегированной стали, то такие материалы получаются самыми дорогими, но и надёжными. Стоит заметить, что эта разновидность материала разбавлена своеобразными примесями, которые в несколько раз повышают итоговые эксплуатационные качества самого металла.
Чтобы все изделия соответствовали установленным стандартам качества, их производством должен заниматься исключительно квалифицированный персонал. Прежде чем приступить к самому ответственному процессу — изготовлению швеллеров, все детали должны быть проверены на наличие сколов и деформаций. Кромки и торцы заготовок не должны иметь каких-либо зазубрин, расслоений.
Для изготовления профилей используется только качественное оборудование, из-за чего нужно несколько ответственных этапов, дабы в итоге получить качественную продукцию. Выбор технологии производства зависит от конкретного профилирования. После формирования отрезка, осуществляется универсальная нарезка станом. Что касается поштучного профилирования, то вся необходимая нарезка проводится заранее.
Из-за того, что эта разновидность профилей производится с помощью специального станка, любые изменения в калибровке могут привести к той ситуации, когда итоговое качество изделий будет снижено в несколько раз. В этом случае можно столкнуться с такими разновидностями повреждений: винтообразность, волнистость, искажение форм, серповидность.
Ассортимент швеллеров разнообразен, из-за чего применение того или иного изделия может варьироваться в зависимости от требуемых эксплуатационных качеств. Отдельно стоит учесть, что нанесённые на изделие цифры всегда означают его высоту. К примеру: швеллер 11 может использоваться для монтажа конструкций, а 16 больше всего подходит для армирования строений, так как обладает высокими показателями прочности. Конечно, в зависимости от типа швеллера варьируется и его итоговая цена.
Особенности применения
Современные швеллеры относятся к категории металлических изделий, сечение которых напоминает букву «П». Сам материал состоит из широкой стенки и двух прилегающих полосок. Чаще всего стальной швеллер (гнутый, равнополочный) выпускается длиной от 3 до 12 метров, при этом толщина его стенок варьируется в пределах 8 миллиметров. Главная особенность этого изделия состоит в небольшом удельном весе и высокой прочности. Все конструкции, которые были изготовлены из такого металлопроката, отличаются лёгкостью и качеством, так как они способны выдерживать большие нагрузки.
Гнутый профиль отличается тем, что он всегда имеет точные размеры и немного скруглённые углы. Отдельно стоит учесть, что готовое изделие никогда не имеет дефектов, так как все погрешности заготовок устраняются под действием профилегибочного станка. Благодаря этому конечный материал не требует дополнительной обработки. В ремонтных работах все чаще используются именно гнутые профили, которые можно эксплуатировать вместе с фаской.
На сегодняшний день швеллер гнутый равнополочный активно используется в реконструкции зданий, а также для строительства различных объектов. Все металлоконструкции, в которых присутствует этот материал, составляют огромную конкуренцию традиционным постройкам из железобетона.
Благодаря этому мастера получают множество экономических и технологических преимуществ, что позволяет снизить трудоёмкость монтажных работ, сократив тем самым сроки строительства. К примеру, многие инженеры привыкли всегда обращать своё внимание на разновидности швеллера, который, в частности, представляет оцинкованный тип термопрофиля, изготовляемого по индивидуальным размерам.
Отдельно стоит учесть, что масштабное использование этого материала позволяет существенно снизить уровень нагрузки на итоговую конструкцию, благодаря чему можно использовать более доступные типы фундамента. Итоговые размеры гнутого швеллера сделали этот материал универсальным и многофункциональным, за счёт чего он активно используется как в частном, так и промышленном строительстве. Опытные мастера задействуют его для производства качественных перегородок в офисах и жилых зданиях.
Не стоит забывать и о машиностроении, где без гнутого металлопроката просто не обойтись. Швеллеры активно используются для изготовления долговечных деталей и механизмов для автомобилей, а также для сооружения универсальных рамных конструкций. Прочность этого материала настолько велика, что он считается обязательным на тех заводах, где происходит изготовление надёжных рам для массивных грузовиков.
Основные преимущества
Гнутый профиль обладает множеством положительных характеристик, благодаря чему он высоко ценится во многих промышленных и бытовых сферах. Такая популярность обусловлена большим количеством преимуществ, главными из которых считаются:
Благодаря наличию всех этих преимуществ гнутый стальной профиль активно используется на многих современных производствах.
Допустимые отклонения размера сечения
Специалисты в этой сфере утверждают, что любые отклонения от номинальных показателей толщины гнутых швеллеров полностью соответствуют рулонному прокату, из которого и производятся эти изделия. Конечно, все эти показатели прописаны в допустимых стандартах, которые контролируют процесс изготовления рулонной стали. В этом случае важно учесть, что для производства гнутых профилей обязательно должны использоваться заготовки в виде рулонной стали.
Варианты исполнения
Самым востребованным материалом в сфере металлопроката считается гнутый швеллер. Основная цель этого изделия состоит в том, чтобы придать конструкции необходимый уровень устойчивости и прочности. Специфика швеллера состоит в том, что он не только хорошо переносит поступающую на него нагрузку, но и равномерно её перераспределяет. В зависимости от размера и формы, в продаже можно встретить несколько разновидностей швеллера:
В зависимости от способа изготовления их принято делить на неравнополочные и равнополочные швеллера. Что касается последнего вида изделия, основной процесс его изготовления не считается сложным, так как в процессе работы задействуется трубный станок. В качестве заготовок используется рулонная сталь стандартного качества и углеродистая конструкционная сталь высокого качества. Стальной гнутый неравнополочный швеллер производится при помощи универсальных профилегибочных станов.
Отдельно стоит учесть, что оцинкованный тип гнутого швеллера, благодаря своей прочности и удельному весу, нашёл своё применение не только на масштабных строительных площадках, но и в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении, вагоностроении и многих других областях. Сам процесс изготовления этой разновидности металлопроката состоит из двух основных этапов:
Нержавеющий тип швеллера может быть как гнутым (не покрытым цинком), так и горячекатанным. В период активной эксплуатации таких изделий необходимо тщательно следить за его прочностными характеристиками, так как он участвовал в создании металлических конструкций и от него зависит качество и безопасность всего объекта.
Горячекатаный швеллер и швеллер гнутый: отличия
Швеллер относится к группе фасонного проката. Он имеет П-образный профиль. Этот вид металлопроката входит в число основных конструктивных материалов для промышленности и строительства. Его используют для изготовления высоконагруженных строительных конструкций и самой разнообразной промышленной продукции: например, рам грузовых автомобилей, вагонов. Промышленность производит швеллер гнутый или горячекатаный, что обеспечивает потребителям широкий выбор наиболее подходящего для своих целей проката.
Швеллер: виды и особенности
Фасонный прокат включает следующие группы продукции: уголок, швеллер, рельсы, двутавровые балки и ряд других специальных профилей. Среди них только первые два вида могут изготавливаться по технологии горячей прокатки и гнутья. Все остальные группы фасонного проката – это горячекатаная продукция. Различия горячекатаного и гнутого швеллера заложены в способах их производства и сортаменте готовых изделий.
В соответствии с действующими нормативными документами швеллеры подразделяются на следующие виды:
Соответственно, обычный швеллер и швеллер гнутый имеют отличия, но у них намного больше общего, поэтому в большинстве сфер использования они являются полностью взаимозаменяемыми материалами.
Чем швеллер гнутый отличается от горячекатаного?
Присутствие на рынке разных видов однотипного металлопроката у многих потребителей вызывает вопросы; в частности, их интересует, в чём отличие гнутых и горячекатаных швеллеров. Ответ на этот вопрос мы дадим в трёх аспектах, которые касаются внешнего вида, способа производства и сортамента этого металлопроката. Наиболее существенные различия мы свели в следующую таблицу:
Толщина стенки и полок
У г/к швеллеров она разная (полки всегда толще).
У гнутых изделий она одинакова по всему сечению швеллера.
Диапазон типоразмеров, который определяется по высоте стенки
По номеру, каждая единица которого равна 10 мм
серии У, П и Э – 5–40
По высоте стенки в мм
для равнополочных швеллеров – 25–410
для неравнополочных швеллеров – 32–300
Диапазон ширины полок
Серии У, П и Э – 32– 115 мм
Для каждого типоразмера швеллера за редкими исключениями существует единственный вариант ширины полок
26– 160 мм для равнополочных швеллеров
12–90 по меньшей полке и 22–180 по большей полке для неравнополочных изделий.
Для каждого типоразмера гнутых швеллеров наличие нескольких вариантов ширины полок является правилом.
Однородная по всему телу швеллера
Нарушенная по линиям гибки, что негативно сказывается на прочности изделия
Швеллер горячекатаный и гнутый: внешние и производственные отличия
По внешнему виду их легко различить по форме рёбер. Максимальное внешнее сходство с гнутыми изделиями имеет горячекатаный прокат с параллельными гранями полок серий Л и С. Однако в отличие от обычного гнутый швеллер имеет более широкий сортамент, что обеспечивает потребителям металлопроката разнообразие выбора. Теперь перейдём к ответу на поставленный вопрос с точки зрения производства обоих видов проката.
Производство гнутого и горячекатаного швеллера
Горячекатаный швеллер изготавливается путём прохождения разогретой заготовки через клети прокатного стана до получения продукции необходимого типоразмера с заданной толщиной стенки и полок. Гнутый швеллер изготавливают на профилегибочных станах из штрипса. Штрипсом называют заготовки из холоднокатаного и горячекатаного листа, который режут на полосы требуемой ширины. Она должна быть достаточной для гнутья изделия с заданной высотой стенки и шириной полок.
Оба вида проката выполняют из одинаковых марок стали, поэтому различия между ними в основном обусловлены способами их производства. Например, технология гнутья позволяет изготавливать швеллер мелкого сортамента – меньше № 5, то есть со стенкой высотой менее 50 мм. Кроме того, сортамент гнутых равнополочных швеллеров намного больше, чем горячекатаных изделий, даже при объединении всех серий в одну. Это обеспечивает потребителям оптимальный выбор швеллеров по их характеристикам.
Столь большая разница в сортаменте гнутых и горячекатаных швеллеров обусловлена тем, что производство проката по традиционным технологиям на порядок сложнее. Для перехода на новый типоразмер г/к изделий необходима серьёзная переналадка прокатного оборудования. Для изготовления другого типоразмера гнутых швеллеров достаточно поменять ширину заготовки и выполнить минимальные настройки профилегибочного стана. Поэтому гнутый металлопрокат дешевле своих горячекатаных аналогов.
Свойства гнутых и горячекатаных швеллеров
Швеллеры предназначены для изготовления несущих конструкций, поэтому главной их характеристикой является прочность на изгиб (стойкость к вертикальным нагрузкам). Сравнивать свойства обоих видов швеллеров «в лоб» не получится, поскольку во всём их сортаменте нет одинаковых изделий по толщине стенок и полок. Для иллюстрации этого факта приведём пример сравнения горячекатаного швеллера № 5Э и равнополочных гнутых изделий высотой 50 мм. Основную информацию о них содержит следующая таблица:
Особенности производства гнутого швеллера
Одними из наиболее важных требований в современном строительстве являются надежность и прочность конструкций, а также экономия ресурсов.
Именно поэтому, конструкторы все чаще применяют в работе гнутый швеллер – универсальное изделие из сортовой и прочной стали.
Данная конструкция внешне имеет сходство с гнутым П-образным профилем и обладает высокой прочностью, значительной устойчивостью к резким перепадам температур, а также различным видам нагрузки.
Она обладает легким весом и характеризуется более экономичным расходом металла в своем производстве.
Гнутый швеллер изготавливается по стандартам, в соответствии с которыми он должен иметь одинаковую толщину стенок и полок, а также скругленный вид.
Его принадлежность к сортовому прокату, в сочетании со всеми вышеперечисленными преимуществами, делает его одним из самых востребованных материалов в данной отрасли.
Купить гнутый швеллер можно в специализированных фирмах, которые подберут необходимый вариант для заказчика в зависимости от эксплуатационных качеств.
Краткое описание
В нормативных документах указано, что гнутые швеллеры могут выпускаться с разной точностью профилирования. Чаще всего встречается обычная, высокая или повышенная степень прокатки. Благодаря этому специалисты стали различать несколько разновидностей стального профиля, которые отличаются между собой не только по точности прокатки и форме, но и по другим параметрам.
Крупные предприятия занимаются производством швеллеров из различных типов стали, главными из которых считаются:
Согласно нормативным документам ГОСТ, все изделия, которые отличаются равными полками, могут иметь длину от 3 до 12 метров. Что касается неравнополочных изделий, их длина всегда варьируется в пределах от 4 до 11 метров. Несмотря на это специалисты различают несколько разновидностей стальных гнутых швеллеров:
Стоит учесть, что для неравнополочных гнутых изделий к немерным отрезкам принято относить те швеллеры, длина которых превышает 3 метра.
Принцип производства
Современное изготовление этой универсальной детали основано на применении горячекатанной, холоднокатаной и низколегированной стали. Специалисты утверждают, что именного горячекатанная технология сумела зарекомендовать себя исключительно с положительной стороны в сфере массового производства швеллеров, балок и других изделий.
Стальная разновидность этого металлопроката подразумевает использование холодного проката, благодаря чему можно создать высококачественные изделия, которые будут хорошо противостоять любым деформациям. Что касается низколегированной стали, то такие материалы получаются самыми дорогими, но и надёжными. Стоит заметить, что эта разновидность материала разбавлена своеобразными примесями, которые в несколько раз повышают итоговые эксплуатационные качества самого металла.
Чтобы все изделия соответствовали установленным стандартам качества, их производством должен заниматься исключительно квалифицированный персонал. Прежде чем приступить к самому ответственному процессу — изготовлению швеллеров, все детали должны быть проверены на наличие сколов и деформаций. Кромки и торцы заготовок не должны иметь каких-либо зазубрин, расслоений.
Для изготовления профилей используется только качественное оборудование, из-за чего нужно несколько ответственных этапов, дабы в итоге получить качественную продукцию. Выбор технологии производства зависит от конкретного профилирования. После формирования отрезка, осуществляется универсальная нарезка станом. Что касается поштучного профилирования, то вся необходимая нарезка проводится заранее.
Из-за того, что эта разновидность профилей производится с помощью специального станка, любые изменения в калибровке могут привести к той ситуации, когда итоговое качество изделий будет снижено в несколько раз. В этом случае можно столкнуться с такими разновидностями повреждений: винтообразность, волнистость, искажение форм, серповидность.
Ассортимент швеллеров разнообразен, из-за чего применение того или иного изделия может варьироваться в зависимости от требуемых эксплуатационных качеств. Отдельно стоит учесть, что нанесённые на изделие цифры всегда означают его высоту. К примеру: швеллер 11 может использоваться для монтажа конструкций, а 16 больше всего подходит для армирования строений, так как обладает высокими показателями прочности. Конечно, в зависимости от типа швеллера варьируется и его итоговая цена.
Гибка швеллера в домашних условиях
Строительных дел мастера наверняка задавались вопросом, как согнуть данный профиль. В гаражных условиях возможен лишь местный загиб, поскольку для громоздкого станка вряд ли найдется место. Для работы понадобятся сварочный аппарат, а также болгарка с обоими видами дисков.
Последовательность работы такова:
Этот метод — единственно верный, который позволит гнуть металлический швеллер без использования дорогого оборудования.
Особенности применения
Современные швеллеры относятся к категории металлических изделий, сечение которых напоминает букву «П». Сам материал состоит из широкой стенки и двух прилегающих полосок. Чаще всего стальной швеллер (гнутый, равнополочный) выпускается длиной от 3 до 12 метров, при этом толщина его стенок варьируется в пределах 8 миллиметров. Главная особенность этого изделия состоит в небольшом удельном весе и высокой прочности. Все конструкции, которые были изготовлены из такого металлопроката, отличаются лёгкостью и качеством, так как они способны выдерживать большие нагрузки.
Гнутый профиль отличается тем, что он всегда имеет точные размеры и немного скруглённые углы. Отдельно стоит учесть, что готовое изделие никогда не имеет дефектов, так как все погрешности заготовок устраняются под действием профилегибочного станка. Благодаря этому конечный материал не требует дополнительной обработки. В ремонтных работах все чаще используются именно гнутые профили, которые можно эксплуатировать вместе с фаской.
На сегодняшний день швеллер гнутый равнополочный активно используется в реконструкции зданий, а также для строительства различных объектов. Все металлоконструкции, в которых присутствует этот материал, составляют огромную конкуренцию традиционным постройкам из железобетона.
Благодаря этому мастера получают множество экономических и технологических преимуществ, что позволяет снизить трудоёмкость монтажных работ, сократив тем самым сроки строительства. К примеру, многие инженеры привыкли всегда обращать своё внимание на разновидности швеллера, который, в частности, представляет оцинкованный тип термопрофиля, изготовляемого по индивидуальным размерам.
Отдельно стоит учесть, что масштабное использование этого материала позволяет существенно снизить уровень нагрузки на итоговую конструкцию, благодаря чему можно использовать более доступные типы фундамента. Итоговые размеры гнутого швеллера сделали этот материал универсальным и многофункциональным, за счёт чего он активно используется как в частном, так и промышленном строительстве. Опытные мастера задействуют его для производства качественных перегородок в офисах и жилых зданиях.
Не стоит забывать и о машиностроении, где без гнутого металлопроката просто не обойтись. Швеллеры активно используются для изготовления долговечных деталей и механизмов для автомобилей, а также для сооружения универсальных рамных конструкций. Прочность этого материала настолько велика, что он считается обязательным на тех заводах, где происходит изготовление надёжных рам для массивных грузовиков.
Предварительные соображения
Калькулятор предусматривает расчёт балок для различных схем их крепления и нагрузки. Нагрузка балок может быть распределённой (“q” на схемах 3,4,5,9,15 и др.) или сосредоточенной (“P” на схемах 1,2,6,7,8 и др.)
Читать также: Рейтинг лазерных рулеток 2017
Крепление балок может быть: а)консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие); б)”заделка – заделка”, когда оба конца балки жестко защемлены (заделаны), схемы 6,7,8,9; в)”шарнир – шарнир”,(схемы 12,13,14,15 и другие),причём левый шарнир неподвижный а правый подвижный; г)”заделка – шарнир”,(схемы 9,10,11 др.)
Жесткая заделка балки предотвращает поворот балки и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости. Подвижный шарнир допускает поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси.
Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки под нагрузкой. Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложенной к балке нагрузкой зависит также от длины балки, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости (“E”). Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1)10^5 MПа; легированной (2.1-2.2)10^5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1*10^5 MПа, что составляет 2142000кг/см2.
Из размерных характеристик поперечного сечения балки для расчёта прогиба используется момент инерции сечения (“I”); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки балки относительно опор. Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 – 1/250 длины балки.
ПОЭТОМУ НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПРОВЕРЯТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТА НА ДОПУСТИМОСТЬ.
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.
Основные преимущества
Гнутый профиль обладает множеством положительных характеристик, благодаря чему он высоко ценится во многих промышленных и бытовых сферах. Такая популярность обусловлена большим количеством преимуществ, главными из которых считаются:
Благодаря наличию всех этих преимуществ гнутый стальной профиль активно используется на многих современных производствах.
Технология изготовления гнутого швеллера показана на четырех рисунках, представленных ниже.
Установим заготовку, прижав ее к рабочей поверхности упора №1.
Нажмем на педаль листогиба – выполним первый сгиб.