Стальной швеллер представляет собой металлический профиль с сечением в форме буквы «П». Его конструкция состоит из вертикальной стенки и двух параллельных горизонтальных полок. Такая геометрия швеллера обладает исключительной прочностью на изгиб и высокой устойчивостью к различным видам нагрузок, что предопределяет его широкое применение в несущих конструкциях строительства и машиностроения.
Конструкция и особенности стального швеллера
Такая форма швеллера является продуктом инженерного проектирования, оптимизированного для достижения максимальной прочности при минимальной массе материала. Это делает его одним из самых востребованных профилей в современной промышленности.
П-образная форма обеспечивает оптимальное распределение нагрузок: вертикальная стенка сопротивляется изгибу, а горизонтальные полки увеличивают момент инерции, предотвращая деформацию.
Параметры геометрии швеллера:
- Высота - расстояние между внешними гранями полок.
- Ширина полки - размер горизонтальных элементов.
- Толщина стенки и полок - определяют прочность изделия.
- Внутренний радиус закругления - плавный переход от стенки к полкам (влияет на прочность конструкции за счет изменения концентрации напряжений).
Как производят такую форму?
Существует два основных метода изготовления стального швеллера, которые влияют на его конечные характеристики:
- Производство горячекатаного швеллера. Основная суть процесса - металл деформируется при очень высоких температурах (около 1200 °C), когда сталь становится пластичной, но не жидкой.
- Производство гнутого швеллера. Этот метод позволяет получать швеллеры из стального листа или рулона. Форма создается без нагрева, за счет пластической деформации стальной полосы (штрипсы). Готовый бесконечный швеллер разрезается на отрезки требуемой длины.
Оба метода позволяют точно контролировать геометрию и размеры профиля. Способ изготовления (горячая прокатка или гибка) выбирается в зависимости от того, какие именно требования предъявляются к этому конкретному швеллеру: для критически важных конструкций, таких как опоры мостов или несущие каркасы зданий, применяется горячекатаный швеллер, а для решения более легких задач — например, создания каркаса для перегородок, подвесных потолков или стеллажей — где ключевую роль играют легкость и простота монтажа, идеальным и достаточно экономичным решением будет гнутый швеллер.
Какие виды и типы стальных швеллеров бывают
Стальные швеллеры для подбора оптимального решения для задач любой сложности можно классифицировать по форме профиля:
- Швеллер неравнополочный – это профиль, у которого горизонтальные полки имеют разную ширину. Такой профиль чаще всего используется там, где нагрузка распределяется не по центру, а со смещением (более широкая полка работает на сжатие/растяжение с большей эффективностью), или там, где требуется особая форма для соединения с другими элементами.
- Швеллер равнополочный – самый распространенный и узнаваемый вид швеллера, который применяется практически везде.
- Швеллер равнополочный оцинкованный и Швеллер неравнополочный оцинкованный. Оцинковка создает на поверхности стали барьерный слой цинка и превращает обычный швеллер из просто прочного элемента в высокодолговечный и коррозионностойкий.
- Швеллер с отогнутой полкой ("зетовый профиль" или "профиль с отгибом") – это профиль, у которого одна из полок (горизонтальных частей) не параллельна другой, а отогнута под определенным углом (чаще всего 45°, 60° или 90°). Особенность нужна там, где требуется идеальное и плотное прилегание к смежным поверхностям, расположенным под углом.
- Швеллер специальный – это усиленный швеллер с увеличенной шириной полок и утолщенной стенкой. Он обладает высокой стойкостью к изгибу, сжатию и динамическим воздействиям.
- Швеллер перфорированный – это профиль с заранее нанесёнными отверстиями (перфорацией) по всей длине. Изготавливается из стандартного швеллера методом холодной прокатки или гибки.
На какие особенности следует обратить внимание при выборе швеллера:
- Толщину металла — от нее зависит несущая способность.
- Марку стали — определяет прочность, устойчивость к коррозии и свариваемость.
- Точность изготовления — отклонения в геометрии могут снизить нагрузочную способность.
- Тип производства — горячекатаные швеллеры прочнее, гнутые более экономичны и подходят для легких конструкций.
Для выбора нужного швеллера используйте онлайн-калькуляторы, которые учитывают все параметры (тип крепления, концентраторы напряжений, сварные швы, динамические коэффициенты, возможный ударный характер нагрузки и т.д.), но понимайте лежащие в их основе принципы. Для ответственных конструкций необходим расчет у специалиста.
