Швеллер – один из самых востребованных видов металлопроката. Он имеет «П»-образный профиль (состоит из стенки и двух полок), благодаря чему выдерживает существенные нагрузки. Чаще всего продукция производится из углеродистых марок стали, реже – низколегированных, по специальному заказу – высоколегированных, например, «нержавейки». Для отдельных применений изготавливают швеллеры из алюминиевых, медных и других цветных сплавов. По форме профиль бывает с параллельными гранями полок или с их уклоном. По технологии изготовления различают швеллер горячекатаный (с геометрией по ДСТУ 3436/ ГОСТ 8240, ДСТУ EN 10365 и др.) и гнутый (ДСТУ 8806, ДСТУ 9285). При близких размерных параметрахгорячекатаный прокат прочнее гнутого, поэтому он более востребован в строительстве, машиностроении и других сферах, где на первом месте стоит надежность металлоконструкций.
Почему же так важно знать вес погонного метра швеллера? Этот базовый параметр важен, потому что:
- влияет на общую нагрузку, которую конструкция может выдерживать;
- помогает планировать перевозку металлопроката и подбирать подходящий транспорт;
- определяет потребность в материале для конкретной задачи и оптимизирует отходы;
- удельный вес швеллера позволяет убедиться, что профиль соответствует заявленному в нормативных документах;
- помогает выбрать фундамент, рассчитать динамические и статические нагрузки на строительные металлоконструкции.
Теоретический вес швеллера горячекатаного с внутренним уклоном граней полок
В соответствии с ДСТУ 3436 (ГОСТ 8240) швеллер после горячей прокатки, имеющийуклон внутренних граней полок, обозначается цифрой и буквой «У». За счет уклона полок этот вид металлопродукции отличается повышенной жесткостью и сопротивлением на изгиб. Уклон полок швеллеров серии «У» составляет в диапазоне 4-10%. По договоренности покупателя с производителем металлопроката максимальный уклон граней полок составляет 8%, если высота профиля менее 300 мм, и 5% при условии, когда h ≥ 300 мм. Размеры, площадь поперечного сечения и вес погонного метра швеллера для стали плотностью 7,85 г/см³ указывается в стандарте. Дополнительно, в таблице ниже приведено количество погонных метров в одной тонне такого проката.
Таблица размеров и массы метра погонного швеллера стального с внутренним уклоном граней полок (ДСТУ 3436, ГОСТ 8240)
| Номер швеллера | Размеры, мм | Вес 1 м, кг | Кол-во метров в тонне (ориентировочный расчет) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| h | b | S | t | |||
| 5У | 50 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 | 216,5 |
| 6,5У | 65 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,90 | 169,5 |
| 8У | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 | 141,8 |
| 10У | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 | 116,4 |
| 12У | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,40 | 96,2 |
| 14У | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,30 | 81,3 |
| 16У | 160 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,20 | 70,4 |
| 16аУ | 160 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,30 | 65,4 |
| 18У | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,30 | 61,4 |
| 18аУ | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,40 | 57,5 |
| 20У | 200 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,40 | 54,3 |
| 22У | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,00 | 47,6 |
| 24У | 240 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,00 | 41,6 |
| 27У | 270 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,70 | 36,1 |
| 30У | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,80 | 31,5 |
| 33У | 330 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,50 | 27,4 |
| 36У | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,90 | 23,9 |
| 40У | 400 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,30 | 20,7 |
.jpg)
Теоретический вес швеллера горячекатаного с параллельными гранями полок
В отличие от профиля «У» с«закругленными» полками, горячекатаный швеллер с параллельными гранями полок по ДСТУ 3436/ ГОСТ 8240 (маркируется литерой «П») имеет параллельные грани без уклона. При этом теоретический вес швеллера «У» и «П» в соответствии с данными стандартами абсолютно одинаковый, что часто позволяет взаимозаменятьэти типы металлопроката.
Таблица размеров и массы метра погонного швеллера стального с параллельными гранями полок (ДСТУ 3436, ГОСТ 8240)
| Номер швеллера | Размеры, мм | Вес 1 м, кг | Кол-во метров в тонне (ориентировочный расчет) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| h | b | S | t | |||
| 5П | 50 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 | 216,5 |
| 6,5П | 65 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,90 | 169,5 |
| 8П | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 | 141,8 |
| 10П | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 | 116,4 |
| 12П | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,40 | 96,2 |
| 14П | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,30 | 81,3 |
| 16П | 160 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,20 | 70,4 |
| 16аП | 160 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,30 | 65,4 |
| 18П | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,30 | 61,4 |
| 18аП | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,40 | 57,5 |
| 20П | 200 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,40 | 54,3 |
| 22П | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,00 | 47,6 |
| 24П | 240 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,00 | 41,6 |
| 27П | 270 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,70 | 36,1 |
| 30П | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,80 | 31,5 |
| 33П | 330 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,50 | 27,4 |
| 36П | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,90 | 23,9 |
| 40П | 400 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,30 | 20,7 |
Теоретический вес горячекатаного стального швеллера, изготовленногопо другим стандартам
В мире существует большое количество систем международных, региональных и государственных стандартов. Ввиду востребованности горячекатаных швеллеров в строительной и машиностроительной отраслях требования к данному виду проката встречаются в нормативной документации практически всех стран мира. Обозначения профилей, размеры и технические характеристики швеллеров при этом могут существенно отличаться.
Следует отметить, что в Украине ДСТУ 3436 (ГОСТ 8240) – далеко не единственный стандарт на размеры и допуски для такой продукции. В части швеллеров строительного назначения в нашей стране также действуют:
- ТУ У 24.1-05393056-003:2020 «Швеллеры горячекатаные тонкостенные облегченные с параллельными гранями полок. Технические условия»;
- ДСТУ EN 10365:2022 «Швеллеры стальные горячекатаные, IиH профили. Размеры и массы».
Прокат, который изготавливается в соответствии с ТУ У 24.1-05393056-003:2020, имеет идентификацию, аналогичную ДСТУ 3436: цифра, означающая высоту в сантиметрах, и буква «П» (продукция с уклоном полок по этому нормативному документу не выпускается). При этом теоретическая масса большинства типоразмеровшвеллера по ТУ несколько меньше аналогичных профилей по ДСТУ/ГОСТ.
В свою очередь, ДСТУ EN 10365 распространяется на:
- Швеллеры с уклоном внутренних граней полок серий UPN, Uи СH;
- Швеллеры с параллельными гранями полок серий UPEи PFC.
Прокат по этому гармонизированному европейскому стандарту имеет большие габариты в сравнении с близкими профилями из ДСТУ 3436. Разница в массе у небольших типоразмеров составляет 10-15%, но для крупносортных швеллеров она увеличивается до 30%. Использование столь массивных горячекатаных изделий позволяет создавать широкопролетные строения со сложной схемой нагружения.
Сравнение номинальных размеров и массы некоторых типоразмеров швеллера с параллельными полками
| Стандарт | Номер швеллера | h, мм | b, мм | s, мм | t, мм | Площадь сечения, см² | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ДСТУ 3436 | 8П | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 8,98 | 7,05 |
| ТУ У 24.1-05393056-003:2020 | 8П | 80 | 40 | 4,2 | 7,4 | 8,96 | 7,034 |
| ДСТУ EN 10365 | UPE 80 | 80 | 50 | 4,0 | 7,0 | 10,1 | 7,9 |
| ДСТУ 3436 | 10П | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 10,90 | 8,59 |
| ТУ У 24.1-05393056-003:2020 | 10П | 100 | 46 | 4,3 | 7,6 | 10,93 | 8,58 |
| ДСТУ EN 10365 | UPE 100 | 100 | 55 | 4,5 | 7,5 | 12,5 | 9,8 |
| ДСТУ 3436 | 12П | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 13,30 | 10,40 |
| ТУ У 24.1-05393056-003:2020 | 12П | 120 | 52 | 4,3 | 7,9 | 13,01 | 10,216 |
| ДСТУ EN 10365 | UPE 120 | 120 | 60 | 5,0 | 8,0 | 15,4 | 12,1 |
| ДСТУ 3436 | 30П | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 40,50 | 31,8 |
| ТУ У 24.1-05393056-003:2020 | 30П | 300 | 100 | 6,3 | 11,4 | 40,88 | 32,09 |
| ДСТУ EN 10365 | UPE 300 | 300 | 100 | 9,5 | 15,0 | 56,6 | 44,4 |
Теоретический вес стального швеллера гнутого равнополочного
Гнутый равнополочный швеллер согласно действующему в Украине ДСТУ 8806 изготавливается из рулонной холоднокатаной или горячекатаной стали разного химического состава:
- Углеродистой обыкновенного качества;
- Углеродистой качественной конструкционной;
- Низколегированной.
Готовую продукцию получают холодным профилированием на профилегибочных агрегатах. Точные размеры, малый вес, высокая прочность на изгиб и стойкость к деформациям делают холодногнутый швеллер очень востребованным при возведениималоэтажныхсооружений и изготовлении металлоконструкций строительного и машиностроительного назначения.
По качеству профилирования прокат бывает обычной (В), повышенной (Б) и высокой (А) точности. Он поставляется отрезками 3-11,8 метров мерной, кратной мерной и немерной длины. При расчете веса 1 метра швеллераплотность стали принимается равной 7,85 г/см³ или 7850 кг/м³.
Таблица размеров и массы некоторых типоразмеров швеллера гнутого равнополочного из углеродистой стали (ДСТУ 8806)
| Номинальные размеры, мм | F, см² | Масса 1 метра профиля, кг | ||
|---|---|---|---|---|
| h | b | s | ||
| 25 | 26 | 2 | 1,39 | 1,09 |
| 40 | 20 | 3 | 2,05 | 1,61 |
| 50 | 30 | 2,5 | 2,53 | 1,99 |
| 100 | 40 | 3 | 5,05 | 3,97 |
| 140 | 40 | 3 | 6,25 | 4,91 |
| 200 | 50 | 3 | 8,65 | 6,79 |
| 310 | 100 | 6 | 29,26 | 22,97 |
| 410 | 65 | 6 | 31,06 | 24,38 |
.png)
Формула расчета веса швеллера
Если нет возможности использовать калькулятор металлопроката или таблицы стандартов, узнать ориентировочный вес можно с помощью формул из школьной программы.
Сначала определяем площадь поперечного сечения 1 метра профиля:
F=2bt + (h-2t)х s, где
- b — ширина полок;
- h — высота профиля;
- t — толщина полок;
- s — толщина стенки.
Далее рассчитываем массу швеллера:
M = F х ρ, где
- ρ – средняя плотность стали 7850 кг/м³.
Для наглядности рассчитаем, сколько весит швеллер с параллельными гранями полок под номером 20П:
- Площадь поперечного сечения одного метра швеллера составит: F = 2 х 76 х 9 + (200 – 2 х 9) х 5,2 = 1368 + 946,4 = 2314,4 см² или 0,0023144 м².
- Масса швеллера длиной в 1 погонный метр составит: M= 0,0023144 х 7850 = 18,16 кг.
Полученный результат немного отличается от того, который указан в таблице веса швеллера (18,40 кг), потому что металлопрокат имеет закругленные углы, а мы этого в расчетах не учитывали, из-за чего и выплывает несущественная погрешность.
Фактическую массу металлопроката следует определять путем физического взвешивания с использованием поверенного оборудования и методов измерения, оговоренных в нормативной документации на поставку такой продукции.
