Сравниваем двутавр и швеллер - что лучше?

Двутавр и швеллер – сортовой металлопрокат повышенной прочности. Изделия различаются способом изготовления, материалом, сопротивляемостью деформациям и нагрузкам, формой, областью применения. Наиболее востребованы при создании ответственных конструкций в строительстве, высотных и малоэтажных зданий, на производстве, при создании машин и механизмов.

Сравнивая характеристики швеллера и двутавра, обладающих одинаковыми высотами, схожими размерами полок - преимущество будет у двутавра за счет конструкции изделия, высокой сопротивляемости кручению и изгибу, равномерности распределения усилий по поверхности проката, более высоким прочностным параметрам используемого материала.

Каждый из вида проката обладает собственными достоинствами, которые позволяют максимально обосновать применение изделия в той или иной промышленной отрасли.

Швеллер: основные параметры и особенности

Швеллер – это металлопрокат, боковое сечение которого представляет собой аналог буквы «П». Он состоит из вертикальной стенки и 2 боковых полок. Поэтому профиль повторяет букву «П», но повернутую на 90 градусов и лежащую на одной стороне.

В сокращенном названии часто используют для маркировки швеллера высоту его стенки. Например, швеллер №12 означает, что высота изделия 120 мм. Полная маркировка имеет расширенное описание: швеллер 80х32х4 (включает размер вертикальной стенки 80 мм, полок 32 мм каждая и толщины металла профиля в разрезе 4 мм).

Дополнительно используются буквенные маркеры, основанные на характеристиках полок: параллельные «П», экономичные «Э», легкие «Л», специальные «С», полки под уклоном не более 10 процентов «У».

Производят швеллер двумя методами:

• горячим – из цельной заготовки, обычно прямоугольного сечения, методом принудительной деформации; основу будущего швеллера разогревают и пропускают через систему валиков на прокатном стане с последующим выравниванием, калибровкой и устранением окалин;
• холодным – принудительным загибом полок; стальную полосу пропускают через гибочный стан, на котором заготовка приобретает окончательную форму после загибания краев полосы.

Горячекатаный металлопрокат обладает большим размером сечения в сравнении с гнутым профилем, за счет особенностей изготовления, и его прочностные характеристики выше. Класс точности швеллера представлен 3 категориями: «А» - высокая, «Б» - повышенная, «В» - начальная стандартная точность. Длина балок бывает кратной немерной и мерной длины и варьируется в промежутке 4 – 12 метров.

Виды двутавровых балок, их характеристики и свойства

Балка двутавровая – металлопрокат, сечением повторяющий букву «Н». Состоит из центральной вертикальной стенки, к которой приварены горизонтальные полки с равным свесом по каждой стороне. Профиль повторяет букву «Н», повернутую на 90 градусов.

Маркировка балки предполагает использование в названии только высоты изделия, например, №24 означает, что двутавр имеет высоту 240 мм. По ГОСТу в названии присутствует дополнительный буквенно-цифровой шифр. Каждый код соответствует определенным размерам профиля: марке стали, высоте балки, длине боковых граней, углу уклона, средней толщине полки, радиусам закругления, толщине сечения.

Двутавровые балки могут быть с наклонными гранями и параллельными полками. В первом случае их маркируют буквами «О» - обычные, «М» - монорельсовые, для монтажа надземных путей (уклон у обоих марок не превышает 12%), «С» - сварные, используются для шахт (с углом до 16%). Во втором случае двутавровый металлопрокат делится на классы: обычные стандартные «Б», узко- «У», средне- «Д», широкополочные «Ш», колонные «К» с близкими размерами боковых граней и вертикальной полки. Бывают мерной и немерной длины от 4 до 12 метров.

Производят двутавровый металлопрокат двумя методами:

• горячим – из цельного металлического прямоугольного бруса способом принудительной деформации; заготовку разогревают и пропускают через сложную систему валов на прокатном стане для придания окончательной формы готовому изделию;
• сварным – листовые заготовки сваривают по типоразмерам автоматической сваркой в защищенной среде.

Горячекатаная и сварная балка имеют схожие прочностные характеристики. Изделия при горячем прокате имеют ограничения по размерам и длине, определенный сортамент и невысокое качество обработки поверхности, но зато дешевле в производстве за счет массовости. Сварные балки изготавливаются небольшими предприятиями и за счет штучности имеют большую себестоимость.

Что прочнее – швеллер или двутавр?

При схожих размерах сечения более высокие характеристики жесткости, сопротивляемости нагрузкам (сжатию, кручению, изгибу, излому) показывает двутавровый металлопрокат. Прочность достигается за счет симметричного расположения вертикальной стенки и горизонтальных полок. Центральное положение стенки двутавра позволяет лучше распределять нагрузку по всему изделию. Также двутавровая балка изготавливается из более прочных классов стали по причине востребованности для ответственных конструкций, имеет более высокий класс сопротивляемости.

Когда лучше применять швеллер, а когда двутавр?

Использование металлопроката основывается на ответах на вопросы, связанных с требованиями к конечным изделиям и готовым конструкциям. При выборе следует учитывать цену изделия, форму сечения, весовые характеристики и прочность проката.

Для снижения затрат и уменьшения конечного веса конструкции, если нет критичных нагрузок или экстремальных условий эксплуатации – выбирайте швеллер. Его характеристик достаточно для сопротивления стандартным деформациям, полки спроектированы для удобного соединения с другими элементами, прокат имеет хорошую жесткость, а вес и стоимость его ниже, чем у аналогичной по типоразмеру балки. Например, швеллер применяют при создании каркаса вагонов, как основу для рам автомобилей, при малоэтажном строительстве.

При изготовлении ответственных изделий, в высотном строительстве, креплении сводов туннелей, возведении цехов на основе металлоконструкций, особенно при монтаже колон и вертикальном расположении проката, когда приоритетом является прочность, сопротивляемость изгибу, сжатию, скручиваемости, то предпочтение лучше отдать двутавровой балке. По своим характеристикам она жестче и прочнее швеллера, но и стоит дороже и обладает большим весом в сравнении с типоразмером швеллера.

Заключение

Двутавровая балка и швеллер – одни из наиболее распространенных и массовых типов металлопроката, имеющие широкие области применения в строительстве и промышленности. Каждое изделие, за счет своей конструкции, лучше работает при определенных нагрузках, имеет свои недостатки и преимущества.

Если стандартных характеристик прочности достаточно, то для снижения себестоимости и веса изделия лучше использовать швеллер. Прокат легче, удобен для монтажа и крепления с другими узлами или конструкциями.

Для сложных массивных конструкций, тяжелых условий эксплуатации, при повышенных требованиях прочности и жесткости – применяйте двутавр. Он не подвержен сдвигам и сжатию, хорошо сопротивляется излому и защищен от развития трещин, но дороже и тяжелее швеллерного проката.