Ваш город
Киев
smc@metinvestholding.com
Написать письмо
smc@metinvestholding.com
0 800 30 30 70
Позвонить
0 800 30 30 70
Заказать звонок
Войти

Зарегистрироваться

Двутавр или швеллер? Что лучше?

  1. Главная
  2. Статьи
  3. Двутавр или швеллер? Что лучше?
Двутавр или швеллер? Что лучше?
Швеллер или двутавр - что лучше выбрать и использовать в зависимости от особенностей применения, что прочнее и что лучше двутавр или швеллер. Основные характеристики двутавра и швеллера и их главные различия.
Двутавр или швеллер? Что лучше?
Метинвест СМЦ
https://metinvest-smc.com/ru/articles/dvutavr-ili-shveller-chto-luchshe/
2020-09-08 12:15:01
Двутавр или швеллер? Что лучше?
10 Августа 2020

Решение ключевых задач в строительстве, производство средней и тяжелой техники невозможно без использования базовых видов металлического фасонного проката – двутавра и швеллера. Эти две разновидности изделий достаточно востребованы и незаменимы там, где нужна гарантированная прочность и способность профиля сопротивляться деформации. Обеспечить такие эксплуатационные качества конструкциям может только металл в качестве основного материала для их производства. В целях повышения антикоррозионных свойств используется нержавеющая или углеродистая оцинкованная сталь.

Что такое двутавр?

Разновидность горячекатаного стального проката, обеспечивающего прочность и жесткость, с характерным расположением внутренних граней полок еще называют двутавровой балкой. Она выпускается длиной от 4 до 12 м, имеет сплошное сечение в виде буквы «Н», причем, большая часть металла приходится на полки. Профиль соответствует стандартам:

  • ДСТУ 8768 (ГОСТ 8239) – горячекатаные изделия с уклоном внутренних граней полок;
  • ГОСТ 26020 – профиль с параллельными гранями полок после горячей прокатки.

Отвечая на вопрос о том, что такое двутавр, нужно принимать в расчет и алюминиевые, деревянные, стеклопластиковые, железобетонные изделия. Все же, наиболее широкое распространение получил стальной аналог, незаменимый при создании испытывающих значительные нагрузки перекрытий. Наиболее важные характеристики металлического профиля – высокая жесткость и прочность.

двутаврова балка

Сопротивляемость изделия к деформации определяют две основные величины: момент инерции и момент сопротивления двутавра. На их значение влияет вид нагрузки, материал изготовления балки, протяженность от одного опорного конца к другому, распределение усилий по двутавру – по всей его протяженности или в одной конкретной точке.

Швеллер: краткая характеристика

Для придания необходимой прочности бетонным строениям, создания прочных каркасов, изготовления легких машин и механизмов, в частном строительстве, где используются перекрытия небольших строений, массивная двутавровая балка может быть заменена маловесным и дешевым металлопрокатом с П-образным профилем.

Стальной швеллер – это вид металлоизделий с высотой стенки 50-400 мм и длиной от 6 до 12 метров. Сортамент и характеристики регламентируются ДСТУ 3436 (ГОСТ 8240), ДСТУ 8807 (ГОСТ 19425). Полки в П-образном продукте выполняются параллельными или с уклоном внутренних граней. Для швеллера характерно то, что его стенка и основная ось инерции между собой не совпадают, а по толщине стенки он имеет параметры в пределах от 0,4 до 1,5 см. По ширине граней полок различают равнополочные и неравнополочные изделия (гнутые). Эта и другая информация по каждому виду швеллера содержится в маркировании. Высота фасонного продукта – его номер.

швеллер на производстве

Важно понимать, что такое швеллер для строительства. Его устойчивость к усилиям на изгиб и разрыв, сжатие, высокое сопротивление боковым напряжениям неоценима. К тому же швеллер не скручивается вокруг продольной оси. Гнутая разновидность изделий характеризуется нестандартными размерами, которые достигаются путем холодного профилирования плоской заготовки. При относительно небольшой металлоемкости и благодаря П-образному сечению, несущая способность швеллера горячекатаного достаточно высокая. Поэтому при возведении крановых мостов, пролетов в цехах, фермах, стальных скелетов гаражей лучше купить швеллер - он просто незаменим.

Главные отличия

Два вида металлопроката, кроме сходных параметров, содержат и ряд отличий. Сложным сечением в виде буквы «Н» характеризуется двутавровая балка – швеллер имеет П-образную конфигурацию в разрезе. Кроме сечения отличаются изделия по прочности. Двутавровая конструкция выдерживает более высокие нагрузки, чем швеллер. Так, у расположенных рядом балок прочность возрастает в 2 раза, а при их наложении одна на другую – в четыре. Поэтому двутавры применяются в ответственном строительстве. Швеллер активно используют в машиностроении, возведении объектов различного назначения. Сравнивая высоту основания, можно увидеть, что у П-образных горячекатаных профилей она варьируется в пределах 50-400 мм (у гнутых – 25-410 мм), у стальных балок– 100-600 мм.

Сравнение швеллера и двутавра

Сфера применения обоих видов фасонного проката довольно широкая. Но наиболее часто и тот и другой используются в перекрытии сооружений. Чтобы разобраться, что лучше: купить двутавр или швеллер, проведем их сравнительный анализ.

Все формы стального профиля разного сечения изготавливаются из качественного металла. Имеющиеся особенности в геометрических параметрах, способах производства влияют на технические характеристики. Для сравнения между собой двух видов металлоизделий берется во внимание:

  • способ производства;
  • вес;
  • материал изготовления;
  • геометрические размеры;
  • сопротивление изгибу.

От того, что характеристики и области применение обоих профилей очень схожи, на пользовательском уровне появилось «комбинированное» название – двутавровый швеллер. В действительности и тому, и другому профилю присущи свои особенности, которые учитываются при выборе.

Способ производства

Изготавливается фасонный прокат по-разному. Двутавры размером 60 мм и более – это в основном сварные изделия. Балки меньших размеров, как правило, горячекатаные. Они более износостойкие и прочные, а двутавр сварной в процессе изготовления проходит несколько стадий: производство заготовок, сборка и сварка.

Гнутые П-образные конструкции получают холодным способом путем изгиба краев заготовок под нужным углом. При таком подходе можно получить минимальную толщину стенок, что сказывается на уменьшении веса и цены изделия. Катаный швеллер выпускаются на сортовых станах методом горячей прокатки. Здесь нагретому до высокой температуры полуфабрикату, придаются нужные геометрические параметры во время прокатки в клетях с валками.

Из чего изготавливают швеллер и двутавр?

Швеллер и двутавр – это готовые продукты из металлов с минимальным процентом вредных добавок, а также из сплавов с увеличенным пределом прочности, которым не нужна последующая доработка. Стальной прокат считается самым надежным, износостойким. В таблице сведены самые востребованные марки стали для П-профиля и балок.

Марка стали/международный аналог

Швеллер

Двутавр

Содержание С. %

Краткая характеристика

ст3 пс/сп/ S235JR, A 414 Grade A, SS34

углеродистая

конструкционная

обыкновенного качества

+

+

0,14-0,22

Повышенная прочность;

устойчивость к значительным нагрузкам;

долговечность;

для горячекатаных профилей.

Ст4/E28-2, Fe430B, SM400A

углеродистая

нелегированная

+

+

0,18-0,27

Без склонности к отпускной хрупкости.

Ст5/SS 50, A 570 Grade 50

обыкновенного качества углеродистая

+

 

0,28-0,37

Для горячекатаных швеллеров.

09Г2С/13Mn6, 9MnSi5, 09G2S, SB49

кремнемарганцевая

низколегированная

конструкционная

+

+

0,09

Легкая свариваемость, диапазон температур -70 + 450°С;

повышенный предел прочности.

17Г1С/AE355D, Fe510D1, 4360-50C, AE355D

нелегированная

конструкционная

качественная кремнемарганцовистая

+

 

0,15–0,2

Изготовление горячекатаных швеллеров;

работа под давлением в температурном поле от -40 до +475°С.

10ХСНД/10ChSND

низколегированная

конструкционная

хромокремненикелевая с медью

+

 

≤0,12

Горячекатаные швеллеры, работа в агрессивных условиях;

широкий диапазон температур (-70+ 450°С);

легкая свариваемость; высокая прочность – до 685 МПа.

15ХСНД/16Д

низколегированная

конструкционная

хромокремненикелевая с медью

+

 

0,12–0,18

Для горячекатаных швеллеров;

придает повышенную прочность прокату для работ в сложных климатических условиях;

коррозионно-устойчивая.

С235/Е235-А, Fe360-A

углеродистая

строительная

+

+

0,22

Изготовление металлического холодно- и горячекатаного проката, гнутого профиля.

08кп/1008, 1010, A619, A622, DC01, DC04, DD13, FeP01, FeP

кипящая

конструкционная

углеродистая качественная

+

 

0,05-0,11

Для холоднокатаного проката;

с неограниченной свариваемостью.

С 345/09Г2С, Cr.50tupe 1-4, SM490

марганцовистая

низколегированная

повышенной прочности

+

+

до 0,15

Плотность – 7850 кг/м3;

для сварных металлических конструкций;

хорошая теплопроводность;

хорошие токопроводящие свойства.

AISI 304/1.4301

аустенитная

нержавеющая

с низким содержанием углерода

+

 

0,8

Стойкость к агрессивным веществам;

высокая надежность и жаропрочность;

температурное поле эксплуатации: -196+600°С

Что крепче – швеллер или двутавр?

На физические параметры обох видов изделий влияют требования по эксплуатации, вектор прикладываемых нагрузок, радиус закругления между полками и стенкой, способы крепления. От того, что расположение центра тяжести у каждого вида проката разное, разнится их сопротивляемость воздействию нагрузок. К примеру, менее жесткий П-профиль отлично себя зарекомендовал в небольших по размеру конструкциях с косым изгибом, а балка с высокими характеристиками жесткости популярна при возведении перекрытий, способных удерживать большие тяжести.

В каждом конкретном случае проводится своя оценка. Анализируя, что прочнее – двутавр или швеллер, нужно брать для сравнения металлопрокат идентичной высоты и толщины стенок, соизмеримой геометрии полок (ширина, толщина). При равных показателях большей величиной жесткости и прочности характеризуется двутавр при условии, что оба изделия используются как несущие балки, зафиксированные строго ортогонально.

Если сравнивать прокат одинакового типоразмера по воздействию боковых нагрузок в перпендикулярном векторе к их ортогональной оси (плоскость поперечного сечения), то надежнее выявится швеллер. Это связано с тем, что центр тяжести двутавра приходится строго посередине его поперечного сечения, а у швеллера эта точка смещена и выходит за границы сечения.

При экспресс-анализе можно воспользоваться табличными данными государственных стандартов. В них даны величины моментов сопротивления обоих изделий относительно оси абсцисс и ординат (Wx и Wy). Прочнее будет тот вид металлопроката, у которого эти показатели окажутся выше.

Характеристики

Вид фасонной продукции

Двутавр

Швеллер

20

ДСТУ 8768

20С

ДСТУ 8807

20Са

ДСТУ 8807

20С

ДСТУ 3436

20Э

ДСТУ 3436

20П

ДСТУ 3436

Стенка: размеры (мм)

h

200

200

200

200

200

200

s

5,2

7

9

7

4,9

5,2

Полка: размеры, (мм)

b

100

100

102

73

76

76

d

8,4

11,4

11,4

11

9,0

9,0

R (мм)

9,5

9

9

11

12

9,5

S (см2)

26,8

35,6

39,6

28,83

23,02

23,4

m (кг)

21,0

27,9

31,1

22,63

18,07

18,4

W-x (см3)

184

237

250

178,04

153,71

153

W-y (см3)

23,1

31,8

33,3

24,19

25,54

25,2

Условные обозначения:

  • h – высота;
  • s – толщина;
  • b – ширина;
  • d – толщина;
  • R – радиус закругления между стенкой и полкой;
  • S – площадь поперечного сечения;
  • m – масса 1 метра изделия;
  • W-x, W-y – показатели сопротивления относительно осей координат.

Подбор двутавра, как и швеллера по расчетным характеристикам, обеспечивающим необходимую прочность, проводится по данным стандартов на эти виды изделий. Анализ приведенных табличных значений показывает, что выше всего показатели величин сопротивления по осям Wх и Wу у двутавра 20Са.

Можно протестировать между собой по устойчивости к нагрузкам и 3 вида швеллера. Отмечается, что самую большую сопротивляемость усилиям, направленным ортогонально сбоку на полки профиля, оказывает швеллер 20Э (экономичный) с симметричными гранями полок. Это при том, что он проигрывает по площади сечения, размерам стенки и удельной массе двум другим образцам.

Цена

Оптовые продажи профилей обоих видов проводятся в тоннах. На цену влияет способ производства и вид металла. Так, при одинаковых показателях Н-образный профиль из стали 09Г2С будет на 17-20% дороже такого же образца из Ст3.

В меньшем по весу П-профиле в 1 тонне содержится больше погонных метров. Балка с высоким коэффициентом жесткости и прочности обойдется дороже. На стоимость проката влияет также объем заказа, условия поставки.

Швеллер или двутавр: что же выбрать?

Определяться с выбором нужного вида проката нужно, прежде всего, исходя из его назначения. Ориентировочный основной показатель – прочность. Учитывается также типоразмер. Если по этим характеристикам возможны два варианта выбора, и оба они удовлетворяют условиям, в том числе по прочности и коррозийной устойчивости, то рациональнее купить швеллер за меньшую цену.

По этому алгоритму выбора двутавры специальные и с большими параметрами больше всего находят применение в качестве несущих балок для массивных строительных объектов. Они незаменимы в обустройстве сооружений с длинными промежутками между опорными блоками и значительными нагрузками. При идентичных технических показателях двутавр при воздействии силы на изгиб ведет себя надежнее, чем швеллер.

В отличие от балки П-профиль считается более распространенным прокатом. Область его применения достаточно широкая – от строительных работ до использования в качестве заготовок для технических деталей. Как и двутавр, швеллер может быть несущим элементом строения при условии соответствия прочности расчетной нагрузке.

Часто металлические П-профили сваривают вместе и получают продукт наподобие двутавра. Назвать полноценной заменой балке эту конструкцию нельзя – она хотя и прочная, но уступает оригинальному прокату. Рационально будет использовать уже готовые оригинальные изделия в зависимости от вида работ.

Сегодня купить двутавр или швеллер можно у многих поставщиков. Однако не все из них реализуют фасонный прокат, изготовленный согласно ГОСТ/ДСТУ. Несоответствие стандарту может вызвать разрушение конструкций при эксплуатации, привести к гибели людей или подвергнуть их жизни опасности.

Не стоит рисковать. Доверяйте только проверенному производителю. Компания «Метинвест-СМЦ» уже давно является лидером в данном сегменте на рынке металлопроката. Мы всегда готовы к сотрудничеству, оказанию любой помощи и гарантируем высокое качество нашей продукции.