Швеллер - виды, серии, характеристики

Определение швеллера

Швеллер - имеет П-образное сечение и состоит из центральной стенки и двух боковых полок. Это один из самых популярных и востребованных видов металлопроката. Обладает высокой прочностью, жесткостью и универсальностью, поэтому используется в разных отраслях промышленности и строительства для создания конструкций и элементов.

Швеллер - это удобный и надежный материал для создания различных конструкций и изделий. При выборе необходимо учитывать способ изготовления, форму сечения, марку стали, размеры и массу.

Какие бывают виды швеллеров, из чего они изготавливаются, какие характеристики имеют и как с ним работать? В этой статье мы ответить на все эти вопросы.

Для каких целей больше подходит швеллер, а для каких двутавровая балка, читайте в нашей статье "Швеллер и двутавр - что выбрать?"

Виды швеллеров по способу изготовления и геометрии

На рынке металлопроката швеллеры традиционно делят на два основных типа - горячекатаные и гнутые швеллеры - различающихся по технологии изготовления и геометрии профиля. Гнутые швеллеры, в свою очередь, могут быть равнополочными и неравнополочными.

• Горячекатаные швеллеры (ГОСТ 8240-97) - производятся методом сортовой прокатки нагретой стальной заготовки на прокатных станах. Для них характерны резкие наружные углы, усиленные полки и высокая плотность металла. Такой прокат применяется в ответственных несущих конструкциях, где требуются максимальная прочность и устойчивость.
• Гнутые равнополочные швеллеры (ГОСТ 8278-83) - изготавливаются путём холодной гибки стальной полосы на профилегибочном оборудовании. Отличительные признаки — скруглённые внешние углы, равномерная толщина стенки и полок. Благодаря меньшей массе используются в конструкциях, где важно снизить общий вес без потери геометрической стабильности.
• Гнутые неравнополочные швеллеры (ГОСТ 8281-80) - специфический вид проката, у которого одна полка шире другой Они изготавливаются исключительно методом холодной гибки на профилегибочных станах из стальной ленты.

Серии горячекатаных швеллеров по ГОСТ 8240-97

Маркировка горячекатаного швеллера включает числовое значение высоты стенки (в сантиметрах) и буквенное обозначение типа полок, отражающее конструктивные особенности профиля.

Серия П

Пример: 10П, 16П.

Профили с параллельными внутренними гранями полок. Обеспечивают удобство монтажа и точное сопряжение с другими элементами, что упрощает болтовые и сварные соединения.

Серия У

Пример: 10У, 24У.

Швеллеры с уклоном внутренних граней полок (обычно 4–10%). За счёт утолщения полок у основания обладают повышенной жёсткостью и устойчивостью к нагрузкам.

Серии Э и Л

• Э - экономичные профили, оптимизированные по массе.
• Л - облегчённые, применяются в конструкциях с невысокими нагрузками.

Эти серии используются там, где требуется специфическая геометрия или сниженная масса металлоконструкций.

Серия С

Специальные швеллеры по ГОСТ 19425-74. Профили серии С используются в производстве автомобильных рам, преимущественно для грузового транспорта, а также в конструкциях подъёмных механизмов. Геометрия этих швеллеров оптимизирована под высокие изгибающие нагрузки и работу в составе силовых узлов.

В промышленном секторе наряду с гражданским строительством применяются специальные серии горячекатаных швеллеров, разработанные для задач тяжёлого машиностроения. Эти профили имеют нестандартную геометрию и выпускаются по отдельным нормативам, поскольку к ним предъявляются повышенные требования по прочности и устойчивости.

Серия Т

Тракторные швеллеры по ГОСТ 5422-73. Профили предназначены для сборки силовых рам, лонжеронов и элементов ходовой части тракторной и сельскохозяйственной техники. Конструкция таких швеллеров рассчитана на восприятие значительных эксплуатационных нагрузок и длительные динамические воздействия.

Серия В

Вагоностроительные швеллеры по ГОСТ 5267.1-90. Серия В включает профили с увеличенной толщиной стенки и полок. Они применяются в вагоностроении - материал должен выдерживать интенсивные вибрационные и ударные нагрузки, характерные для эксплуатации железнодорожного подвижного состава.

Классификация швеллеров по размерам

Высота стенки швеллера — главный геометрический параметр профиля, определяющий его несущую способность. В маркировке она указывается в сантиметрах: например, обозначение 14 означает, что стенка имеет высоту 140 мм. В зависимости от размеров весь сортамент условно делят на три группы.

• Малые профили (5–10 см) - используются как облегчённые конструкционные элементы. Применяются в частном строительстве и малых архитектурных формах: каркасы навесов, павильонов, лестничные марши, ограждения, ворота, а также усиление дверных и оконных проёмов.
• Средние профили (12–20 см) - наиболее распространённая категория. Такие швеллеры служат несущими элементами межэтажных перекрытий, ригелей, каркасов быстровозводимых ангаров и складских помещений. Кроме того, они востребованы в автомобилестроении и при изготовлении технологических рам для промышленного оборудования.
• Крупные профили (22–40 см) - тяжёлый прокат повышенной жёсткости, рассчитанный на критические эксплуатационные нагрузки. Применяется при строительстве колонн многоэтажных зданий, большепролётных ферм, промышленных цехов, эстакад, а также в составе узлов тяжёлой строительной и дорожной техники.

Виды швеллеров по марке и типу стали

Химический состав стали напрямую влияет на прочность, хладостойкость и коррозионную стойкость швеллеров. В зависимости от условий эксплуатации для производства проката применяют три основных группы сталей:

• Углеродистые обыкновенного качества (Ст3сп, Ст3пс) - наиболее распространённый и доступный вариант. Профили из низкоуглеродистой стали (0,14–0,22% углерода) обладают отличной свариваемостью без ограничений и подходят для большинства стандартных строительных конструкций, используемых внутри помещений и в регионах с умеренным климатом.
• Низколегированные повышенной прочности (09Г2С) - в состав сплава добавлены марганец и кремний (до 2% суммарно), что обеспечивает высокий предел текучести и выдающуюся хладостойкость. Швеллеры из стали 09Г2С сохраняют механическую прочность в диапазоне температур от −70 °C до +425 °C, благодаря чему применяются в северных регионах и в тяжело нагруженных несущих каркасах.
• Нержавеющие (AISI 304, 12Х18Н10Т) - высоколегированные сплавы с содержанием около 18% хрома и 10% никеля обеспечивают абсолютную устойчивость к коррозии и длительный срок службы. Такие швеллеры востребованы в пищевой, химической и фармацевтической промышленности, а также в архитектуре, дизайне и средах с постоянным воздействием агрессивных веществ.

Классификация швеллеров по классам прочности

Согласно требованиям строительного стандарта ГОСТ 27772-2021, швеллеры классифицируют по гарантированному минимальному пределу текучести, выраженному в мегапаскалях. Этот параметр является ключевым: он определяет, какую несущую нагрузку способен воспринимать профиль в составе конструкции.

• Швеллеры стандартной прочности - изготавливаются из углеродистых сталей обыкновенного качества — Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп. Это наиболее распространённый тип проката на рынке. Такие швеллеры применяются в большинстве типовых строительных решений, рассчитанных на ненагруженные и умеренно нагруженные конструкции.
• Швеллеры повышенной прочности - производятся из низкоуглеродистых низколегированных сталей, преимущественно 09Г2С. Легирование марганцем и кремнием повышает предел текучести до 345 МПа, что делает такие профили примерно на 40% прочнее стандартных. Они выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки при меньшей массе и сохраняют прочностные характеристики в условиях экстремально низких температур, характерных для северных регионов.

Частые вопросы о швеллерах