Швеллер и двутавр: в чём разница и как выбрать
Швеллеры и двутавры — высокопрочные сплошные профили, относящиеся к группе фасонного проката. Элементы имеют различные формы сечения, из-за чего по-разному воспринимают рабочие усилия — динамические и статические нагрузки. Перед выбором профиля, нужно оценить характеристики, типоразмеры, назначение металлопродукции обоих типов.
Чем отличается швеллер от двутавра — ключевые факторы
Ключевые отличия между строительными материалами — стандарты производства, конструкционное исполнение, прочность.
| Швеллер | Двутавровая балка | |
| Сырье | 15ХСНД, 17Г1С, 09Г2С, 10ХСНД | 09Г2С, Ст3, Ст3Гсп, С355 |
| Форма | П-образное сечение | Н-образное сечение |
| Исполнение | Вертикальная полка, соединенная с 2 горизонтальными стенками | 2 полки, объединенные параллельно друг другу с вертикальной полкой |
| Внутренние грани | Параллельные, наклонные | Параллельные, наклонные |
| Типы | Горячекатаные, гнутые | Горячекатаные, сварные |
| Стандарты | ГОСТ 8240-97, 8278-83 | ГОСТ 35087-2024, 8239-89, 26020-83 |
| Назначение | Легкие металлоконструкции | Ответственные объекты |
| Защита от коррозии | Цинкование, ЛКМ, другое | Оцинковка, окрашивание, иное |
Главная ось инерции швеллера не совпадает со стенкой, за счет чего металлоизделие, имея малую массу, выдерживает сжимающие и косые изгибающие усилия. Но при высоких нагрузках, стойкости на изгиб недостаточно. Для ее повышения, грани нескольких одиночных элементов объединяют в коробчатое сечение, однако это не заменяет двутавр по несущей способности.
В чем особенности швеллера?
Металлоизделие производят из углеродистых, низколегированных сталей. Технологии — горячая прокатка, гибка полуфабрикатов. Параметры:
- Ширина боковых полок — 32-115 мм;
- Ширина перемычки — 50-400 мм.
Особенности: простота изготовления, монтажа, стойкость к статическим усилиям за счет ребер жесткости. Преимущества — цена, сравнительно меньшая масса при равной толщине стенок с «конкурентом».
В чем особенности двутавровой балки?
Перемычка размещена в центре стенок металлоизделия. Технологии выпуска — сварка (полуфабрикат — полосовая сталь) под заказ, горячая прокатка по стандарту. Прочность горячекатаных образцов — бесшовной металлопродукции, выше, чем сварочных элементов. Параметры:
- Ширина полок — 55-400 мм;
- Высота — 100-1013 мм.
Сырьем изготовления также выступают углеродистые стали, имеющие среднюю противокоррозионную стойкость. Для защиты базового металла от коррозийного повреждения, поверхности цинкуют.
Что прочнее к усилиям разного типа — швеллер или двутавр?
Ребра жесткости позволяют швеллерным балкам сопротивляться продольным усилиям — сжимающим, разрывающим, скручивающим. Также металлопродукция справляется с боковыми, ударными — поперечными, воздействиями. Ее прочность на сжатие выше, чем на изгиб.
Вертикальная поперечина двутавров дает им сравнительно больший коэффициент инерции, полочки выдерживают существенные вертикальные нагрузки. С продольными скручивающими усилиями, повреждающими швеллеры, металлоизделия не справляются, лишь если усилия неравномерные и приходятся на длину пролета (предположим, в перекрытиях, у которых одна сторона весит значительно больше второй). Благодаря равномерному распределению вертикальных усилий, стойкость на сжатие, равномерные усилия высокая.
Двутавры могут иметь специальное исполнение. Пример — балочные образцы, у которых высота существенно превышает ширину полочек. Такая конструкция повышает стойкость к изгибающим усилиям. Если на металлоизделия будут приходиться изгибающе-сжимающие, сжимающие, растягивающие нагрузки, их изготавливают с равной толщиной полочек и стенок (ширина полок также приблизительно равна высоте). Такое специальное исполнение имеют свайные модели.
В целом: при равной величине сечения, прочность П-металлоизделий в 7 раз ниже, чем Н-образцов. В жесткости швеллеры проигрывают в 30 раз.
Что выбрать — швеллер или двутавр с учетом нагрузок?
Двутавровые балки значительно надежнее, выносливее своих «конкурентов». Но они уступают швеллерным профилям в весе, стоимости. Их применяют для ответственного гражданского строительства — как высокопрочные поперечины колонн, пролетов, перекрытий. С ними строят эстакады, мосты, высотки, фермы, прочие объекты, на чьи опорные, несущие части приходятся огромные разнонаправленные нагрузки. В промышленности с металлопродукцией изготавливают нагружаемые детали ЖД транспорта, спецтехники.
Швеллеры — относительно легкие стройматериалы для навесов, частных коттеджей, хозпостроек, лестниц. Их прочности достаточно для каркасов невысотных зданий, частей промышленного оборудования, деталей машиностроения. Они могут работать как наклонные, горизонтальные элементы металлоконструкций. В качестве несущих частей, металлоизделия можно использовать, если вертикальные нагрузки незначительные.
Двутавры могут заменять швеллерные профили во всех областях, в которых нет требований к массе металлоконструкций. Но при возведении гаражей, иных небольших строений, их применение нецелесообразно. Запас прочности оказывается избыточным. Швеллеры не могут быть заменой двутавровых металлоизделий в ответственных объектах.
